在生物医学的领域,灵敏快速地检测生物标记物对于重大疾病的早期诊断具有重要意义。由于其高效、稳定、成本低等优点,自由基聚合反应在放大生物分子检测信号方面具有巨大的应用潜力。因此,我们开发了两种原位引发自由基聚合的策略用于放大液晶检测器信号,从而提高其检测灵敏度。1.通过N-羟基琥珀酼亚胺酯(NHS-Br)将原子转移自由基聚合(ATRP)引发剂与抗IgG偶联,进而通过抗原抗体特异性识别将引发剂标记至抗原表面。引发剂在催化剂作用下引发聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)原位聚合从而成功的放大了液晶检测器的信号。与未经聚合物刷修饰的抗原抗体复合物相比,原位引发的PHEMA聚合物刷使IgG的检测下限(LOD)降低至100ng/mL,实现了 10倍的信号放大;2.通过光引发接枝聚合物用于级联放大生物标记蛋白质的液晶检测信号。在信号放大以前,液晶传感器对原始的牛血清蛋白质分子(BSA)的检测下限大约为10 μg/mL。通过表面接枝聚合物进行级联放大检测信号,可以看到,表面接枝聚(乙二醇)甲基丙烯酸甲酯(s-P(PEGMA))表现出了较表面接枝聚甲基丙烯酸羟乙酯(s-PHEMA)和表面接枝聚甲基丙烯酸(s-PMAA)更好的放大效果,(s-P(PEGMA))较未经聚合物刷修饰的BSA的检测极限低104倍,而(s-PHEMA))和(s-PMAA)较未经聚合物刷修饰的BSA的检测极限低102倍。亲疏水性研究表明,s-P(PEGMA)修饰的水接触角和液晶接触角比s-PHEMA和s-PMAA表面变化更大,意味着不同聚合物材料的表面能会影响液晶分子的取向。该液晶传感器可用于检测蛋白尿患者的临床尿液样本中的蛋白质含量。上述研究表明,原位光引发接枝聚合物可以有效放大液晶检测信号,从而实现生物分子的高灵敏检测。