[发明专利]一种基于纳米颗粒的光纤微流激光传感器

说明书

本发明属于传感器技术领域，具体为一种基于纳米颗粒的光纤微流激光传感器，用以解决现有光微流激光传感器的表面结合位点受限的问题。本发明通过静电吸附或者化学交联的方式将纳米颗粒固定于空心薄壁光纤的内壁，利用纳米颗粒大表面体积比的特点，显著增加传感器表面与传感分子的结合位点；结合光微流激光高灵敏度传感方法，进一步提高光微流激光传感的传感灵敏度；综上，本发明显著提高了传统光微流激光传感器检测方法的传感灵敏度，降低了传统光微流激光传感器检测方法的激光阈值，实现了更高灵敏度、更低光微流激光阈值的辣根过氧化物酶浓度传感器。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种基于纳米颗粒的光纤微流激光传感器，实现高灵敏度辣根过氧化物酶浓度检测。

背景技术

在医学诊断、食品安全、水质检测等领域，广泛采用的检测手段为基于酶联免疫吸附试验(ELISA)的比色法、免疫层析法、荧光检测法、化学发光法，其原理为通过传感器表面固相抗原或抗体，与之对应的酶标抗原抗体通过特异性识别结合在传感器表面，通过检测最终固定在传感器表面的酶数量检测出待测抗原或抗体的浓度，而最常用的标记酶通常为辣根过氧化物酶。因此，在固相的基础上提高辣根过氧化物酶的传感灵敏度对于提高涉及领域通用传感技术的灵敏度尤为重要。

目前，一种新型的光微流激光检测方法受到研究者们的关注，由于谐振腔的高Q值，其输出激光信号对腔内检测物浓度非常敏感，使得其传感灵敏度远高于传统的比色法和荧光检测法的灵敏度。Fan课题组已经提出了在法布里珀罗腔内结合ELISA技术实现了白介素-6的高灵敏度检测，此时，影响光微流激光传感器的关键因素为传感器表面结合位点的数量。目前为止，还未有人提出在光微流激光传感器的基础上进一步提高其灵敏度的方法，特别是，通过纳米颗粒增加传感器表面结合位点从而进一步提高光微流激光传感器灵敏度的方法还未曾提及。

发明内容

本发明的目的在于针对现有光微流激光传感器的表面结合位点受限的问题，提供一种基于纳米颗粒的光纤微流激光传感器，用以实现辣根过氧化物酶浓度检测，且具有低激光阈值、高灵敏度的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于纳米颗粒的光纤微流激光传感器，包括：空心薄壁光纤、纳米颗粒及生物分子；其特征在于，所述纳米颗粒通过静电吸附或者化学交联的方式固定于空心薄壁光纤内壁，所述生物分子以静电吸附或化学交联的方式结合于纳米颗粒表面或空心薄壁光纤内壁，再以特异性识别的方式捕获传感分子。

进一步的，基于纳米颗粒的光纤微流激光辣根过氧化物酶浓度传感器，包括：空心薄壁光纤、表面氨基化纳米颗粒及NHS-biotin分子；其特征在于，所述空心薄壁光纤的内壁通过APTES引入氨基，所述表面氨基化纳米颗粒通过DSS交联剂(氨基对氨基交联方式)结合于氨基化空心薄壁光纤内壁，所述NHS-biotin分子通过NHS-氨基交联方式结合于表面氨基化纳米颗粒表面，用以特异性捕获Streptavidin-HRP分子。

进一步的，所述传感器的传感过程为：将传感器吸入待测Streptavidin-HRP溶液，孵育40-90分钟后，用PBS冲洗掉未捕获Streptavidin-HRP分子；再吸入ADHP底物混合试剂，避光静置30-60分钟，传感器内壁捕获的Streptavidin-HRP分子将催化ADHP底物产生染料分子；当泵浦激光照射在传感器上时，激发染料分子发光并在薄壁光纤内壁谐振，产生激光信号，经过信号采集与数据处理后得到传感信号。

进一步的，所述纳米颗粒修饰采用二氧化硅纳米颗粒、金纳米颗粒、银纳米颗粒。

上述基于纳米颗粒的光纤微流激光辣根过氧化物酶浓度传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将空心薄壁光纤去除涂覆层后，泡在丙酮内备用；