基于液晶的高通量蛋白质光电生物传感器

郝希晨; 戴海涛; 高美妮; 付宜铠; 张钰; 郭子扬; 张涵; 邢淳梓; 王雨涵

doi:10.37188/CJLCD.2022-0185

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基于液晶的高通量蛋白质光电生物传感器

智能液晶材料与器件 | 更新时间：2022-08-10

- 基于液晶的高通量蛋白质光电生物传感器
- High throughput protein photoelectrical biosensor based on liquid crystal
- 液晶与显示 2022年37卷第8期页码：1104-1110
- 作者机构：
  
  天津大学理学院，天津 300355
- 作者简介：
  
  [ "郝希晨（1998—），女，河北石家庄人，硕士研究生，2020年于河北民族师范学院获得学士学位，主要从事液晶光电子器件的研究。E-mail： xchao18332052922@163.com" ]
  [ "戴海涛（1977—），男，河南焦作人，博士，教授，2005年于复旦大学获得博士学位，主要从事液晶光电子器件的研究。E-mail： htdai@tju.edu.cn" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(61975148)
- DOI：10.37188/CJLCD.2022-0185
  中图分类号： O753⁺.2
- 收稿日期：2022-06-02，
  
  修回日期：2022-06-28，
  
  纸质出版日期：2022-08-05
- 稿件说明：
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郝希晨, 戴海涛, 高美妮, 等. 基于液晶的高通量蛋白质光电生物传感器[J]. 液晶与显示, 2022,37(8):1104-1110.

Xi-chen HAO, Hai-tao DAI, Mei-ni GAO, et al. High throughput protein photoelectrical biosensor based on liquid crystal[J]. Chinese journal of liquid crystals and displays, 2022, 37(8): 1104-1110.
郝希晨, 戴海涛, 高美妮, 等. 基于液晶的高通量蛋白质光电生物传感器[J]. 液晶与显示, 2022,37(8):1104-1110. DOI： 10.37188/CJLCD.2022-0185.

Xi-chen HAO, Hai-tao DAI, Mei-ni GAO, et al. High throughput protein photoelectrical biosensor based on liquid crystal[J]. Chinese journal of liquid crystals and displays, 2022, 37(8): 1104-1110. DOI： 10.37188/CJLCD.2022-0185.

摘要

蛋白质分析是疾病诊断和医学研究中一类重要的方法。本文提出了一种单基底的液晶生物光电传感器，可用于快速检测蛋白质的浓度。该传感器由制备叉指电极的单基底ITO玻璃和垂直定向的液晶层构成，牛血清白蛋白（BSA）分子对液晶定向具有干扰作用，通过不同外加电场作用下偏光显微镜图像的亮度变化可标定BSA的浓度，实现传感的功能。实验发现，外加电场的设置提升了浓度检测的线性度，还提升了检测的上限，其BSA检测范围为10

-3

~10

-7

g/mL。通过在单ITO玻璃基底上光刻制备液晶池子阵列，实现了基于单基底液晶传感器进行多通道、高通量蛋白质浓度检测的功能。本文提出的单基底液晶光电生物传感的方法具有电调控、效率高等特性，为研究液晶器件的应用提供了新的技术方案。

Abstract

Protein analysis is an important method in disease diagnosis and medical research. In this paper， a single substrate liquid crystal biophotoelectric sensor is proposed for rapid detection of protein concentration. The sensor is composed of a single substrate ITO glass and a vertically oriented liquid crystal layer. Bovine serum albumin （BSA） can interfere with the orientation of the liquid crystal. The concentration of BSA can be calibrated by the brightness of polarizing microscope images under different applied electric fields to realize the sensor function. It was found that the linearity of concentration detection and the upper limit of detection were improved by setting the applied electric field， and the detection range of BSA was 10

-3

~10

-7

g/mL. Furthermore， the liquid crystal cell array was prepared by photolithography on a single ITO glass substrate， and the function of multi-channel， high-throughput protein concentration detection based on a single substrate liquid crystal sensor was realized. In this paper， the single substrate liquid crystal photoelectric biosensor method has the characteristics of electric control and high efficiency， which provides a new technical scheme for the study of liquid crystal device applications.

关键词

Keywords

references

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