[实用新型]一种免标记干涉型微纳光纤乳腺癌标志物免疫生物传感器

说明书

本实用新型涉及光纤生物技术领域，特别涉及光纤生物传感器领域。一种免标记干涉型微纳光纤乳腺癌标志物免疫生物传感器，由在同一根光纤上形成串联结构的干涉型微纳光纤器件1和光纤光栅器件2组成，干涉型微纳光纤器件1通过熔接机对光纤熔融拉锥加工得到，干涉型微纳光纤器件1中间腰部直径为10μm，长度为3mm，两端锥区长度为2mm；光纤光栅器件2为周期为1070.49nm的为长度3mm的光纤布拉格光栅。本实用新型通过在同一根光纤上形成干涉和光栅结构，可实现多参量检测。

技术领域

本实用新型涉及光纤生物技术领域，特别涉及光纤生物传感器领域。

背景技术

乳腺癌(breast cancer)已成为当今女性最常见的恶性肿瘤之一，是第三大常见癌症，被认为是目前全世界对人类健康与生命威胁较大的恶性肿瘤，给患者本身和家庭都造成了极大的痛苦，也占用了大量的社会资源和财富，成为日益严重的公共卫生问题。为此，各国政府和众多领域的研究人员，均投入了大量的人力物力，以期在乳腺癌研究领域上有所突破。乳腺癌的早期诊断最为重要，其目的在于早发现早治疗，从而减轻患者痛苦和精神、经济负担。癌症生物标志物通常存在于体液中如血液，血清，尿液和肿瘤细胞。测量某些标记物的含量可以有助于确定某些类型的存在或进展癌症。HER2是一种文献记载良好的生物标志物，大约25％-30％的乳腺癌患者伴有HER2的过度表达。乳腺癌标志物检测方法中常用到荧光标记或染色标记，可以提供极高的灵敏度甚至单分子水平。然而，依然存在成本高，程序复杂性和标记影响生物分子本身性质等挑战。因此，以智能化和微型化为特征的现代光纤生物医学传感技术为提升非损伤途径早期乳腺癌诊断的“准确性”和“可实现性”提供有力手段。

凭借着近年来的不断进步，光纤传感技术从最初的物理量测量逐渐渗透到生命、化学、医学检测等领域，体现出优越的生物医学检测性能，比如结构小巧灵活、低成本、可远程检测、抗电磁干扰、可复用、生物兼容性、灵敏度高、响应快速等。作为一种有前途的光纤传感器件，干涉型微纳光纤传感器提供较强的倏逝波能够完成高灵敏度检测，然而通常在生物传感测量中存在温度交叉敏感，影响检测准确性。因此，同时在实际监控系统中实时检测肿瘤标志物浓度和温度至关重要。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：如何克服现有技术的缺点与不足，构建一种高灵敏度、高特异性、免标记、简便、可在体检测的微型化光纤生物传感器。

本实用新型所采用的技术方案是：一种免标记干涉型微纳光纤乳腺癌标志物免疫生物传感器，由在同一根光纤上形成串联结构的干涉型微纳光纤器件1和光纤光栅器件2组成，干涉型微纳光纤器件1通过熔接机对光纤熔融拉锥加工得到，干涉型微纳光纤器件1中间腰部直径为10μm，长度为3mm，两端锥区长度为 2mm；光纤光栅器件2为周期为1070.49nm的为长度3mm的光纤布拉格光栅。一种免标记干涉型微纳光纤乳腺癌标志物免疫生物传感器，由并联结构的两个检测单位构成，两个检测单元的两头都连接到检测设备上，第一检测单元4由一根光纤3上形成串联结构的干涉型微纳光纤器件1和光纤光栅器件2组成，第二检测单元5由一根光纤3上形成串联结构的干涉型微纳光纤器件1、光纤光栅器件 2、干涉型微纳光纤器件1、光纤光栅器件2组成，干涉型微纳光纤器件1通过熔接机对光纤熔融拉锥加工得到，干涉型微纳光纤器件1中间腰部直径为10μm，长度为3mm，两端锥区长度为2mm；光纤光栅器件2为周期为1070.49nm的为长度3mm的光纤布拉格光栅。

作为一种优选方式：光纤为直径为125μm的石英光纤。

由于干涉型微纳光纤器件的大倏逝场特性提供高灵敏地感知外界环境的变化。干涉型微纳光纤器件1由中间直径均匀的束腰区域和两个锥形过渡区域构成，一个锥形过渡区域激发的基模和高阶模在束腰区域传播，与另一个锥形过渡区域耦合，由于基模和高阶模传输系数不同，在满足干涉条件下才形成干涉条纹。干涉总强度为