[发明专利]一种光纤表面等离子体共振传感器、制备方法及检测系统

说明书

本发明公开了一种光纤SPR传感器，包括单模光纤，熔接于所述单模光纤两端的多模光纤，单模光纤的表面设置纳米传感层，纳米传感层表面设置纳米抗体层。采用纳米抗体作为光纤SPR传感器的特异性生物检测层，使传感器表面识别位点多且密，缩短传感器的光学感应距离，有效提高检测灵敏度和检测效率，纳米抗体与传感器表面的结合位点在尾部，特异性识别位点在头部，使得纳米抗体定向连接至传感器表面，纳米抗体上特异性的识别位点一致朝外，提高捕获待测生物分子的几率。本发明还提供一种利用上述光纤SPR传感器的检测系统，该检测系统响应快、检测过程耗时短。本发明还提供一种光纤SPR传感器的制备方法，具有操作简便，便于批量化生产的特点。

技术领域

本发明涉及生物传感器技术领域，尤其涉及一种光纤表面等离子体共振传感器、制备方法及检测系统。

背景技术

表面等离子共振技术(Surface plasmon resonance，SPR)是从20世纪90年代发展起来的一种新技术，表面等离子共振是一种光学现象，可被用来实时跟踪在天然状态下生物分子间的相互作用。这种方法对生物分子无任何损伤，且不需任何标记物。

光纤表面等离子体共振传感器主要是基于光纤表面等离子体共振传感原理，通过探测光纤表面倏逝场区内折射率的变化来分析被测生物分子的特性。当倏逝场区域内生物分子发生识别反应时，金属薄膜表面的折射率会随之变化从而改变表面等离子体波的共振频率。共振频率变化的量取决于倏逝场区的平均有效折射率，通过检测这一变量就能够确定分析物在该区域的结合数量。由于该传感器具有生物样品无需标记且可实时监测反应动态过程的特点，特别适于生物分子的检测以及分子之间相互作用的研究。

但是，现有的光纤SPR传感器存在各种各样的问题：检测重复性差、灵敏度低等问题，从而影响检测效率。因为采用传统的抗体修饰方法，大体积的抗体容易相互间阻挡抗原识别位点，而且抗体结合到传感器表面的方向也不好控制，使得抗原识别位点无法准确一致地暴露，每个传感器的个体差异大，影响对检测结果的判断。

另外，在病毒的检测过程中，其检测方法主要是从样本中提取核酸后加入扩增检测试剂，将病毒基因表达后，通过荧光PCR检测，来判断样品的阳性或阴性，进一步判断患者是否被感染。荧光PCR检测设备通常造价高，体积大，检测步骤繁琐，检测时间长，一般适用于实验室检测。因需要专门的实验室条件要求，通常是配备于大型医疗机构，社区与偏远地区往往不具备检测条件，具有一定的局限性。同时现有核酸检测技术的存在一定的漏检率(通常需要采集两到三次样才能确诊)，为社区有效排查带来一定的难度。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种光纤表面等离子体共振传感器，具有灵敏度高，一致性好的特点，可显著提高检测效率。

本发明的目的之二在于提供一种包括上述光纤表面等离子体共振传感器的检测系统。

本发明的目的之三在于提供一种上述光纤表面等离子体共振传感器的制备方法。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种光纤表面等离子体共振传感器，包括单模光纤，熔接于所述单模光纤两端的多模光纤，所述单模光纤的表面设置纳米传感层，所述纳米传感层表面设置纳米抗体层。

进一步地，所述纳米抗体层由纳米抗体组成，所述纳米抗体的头端设置特异性识别位点，尾端通过巯基或者生物交联剂固定于纳米传感层的表面。

进一步地，所述纳米抗体头端的特异性识别位点为病毒S蛋白的识别位点；所述纳米抗体的尾端连接半胱氨酸，通过半胱氨酸的巯基定向自组装于纳米传感层的表面。

进一步地，所述纳米传感层的厚度为30-90nm，优选为45nm；所述纳米传感层的材料为金、银、铜、铝、复合金属、含自由电子的半导体中的一种。

进一步地，所述单模光纤的长度为1-20mm，优选为12mm。