[发明专利]一种用于检测禽流感病毒的生物传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于检测禽流感病毒的生物传感器及其制备方法，首先对色散拐点长周期光纤光栅(DTP‑LPFG)表面进行羟基化，使其表面暴露羟基基团与氧化石墨烯表面的羧基基团在常温下通过氢键结合在DTP‑LPFG表面；接着，用EDC/NHS活化剂活化GO表面的羧基基团；然后，将禽流感病毒抗体通过酰胺反应固定于传感器表面制得AIV‑GO‑DTP‑LPFG传感器。利用氧化石墨烯上吸附的禽流感病毒单克隆抗体与禽流感病毒抗原的特异性结合引起的长周期光纤光栅谐振波长变化进行双峰谐振检测，该传感器对禽流感病毒的检测极限为1.05ng/mL、检测饱和点为～25μg/mL，检测范围为1.05ng/mL～25μg/mL。本发明具有良好的特异性、临床性和可重用性、实时监测以及超高灵敏度、免标记、操作简便、快速检测等优点。

技术领域

本发明涉及生物分子技术领域，特别的涉及一种用于检测禽流感病毒的生物传感器及其制备方法。

背景技术

禽流感是由AIV引起的一种急性传染病，由于其高致病率和潜在死亡率已成为全球公共卫生的新威胁。目前，关于禽流感的检测方法主要包括：病毒分离鉴定法、血清学鉴定法、分子生物学鉴定法、基因芯片法、新一代高通量测序法和生物传感器检测技术等。然而，病毒分离法的分离培养和血清鉴定需要复杂的程序，这些程序耗时长(从数天到数周)，且操作繁琐。分子生物学鉴定法虽然可以提高检测的敏感性和特异性，但其敏感性和特异性依赖于对禽流感病毒RNA的控制，其中一些手段还存在交叉污染、操作繁琐和成本高的缺点。新一代高通量测序法虽然精度高，错误机率小，但其检测需要复杂的仪器设备。因此，如何快速、准确诊断和及时检测可能爆发的禽流感病毒，研究一种能够快速、准确、重复性好的检测禽流感的方法已成为科研工作者的一项严峻挑战。

光纤光栅生物传感器不仅继承了生物传感器的高生物敏感性、高特异性或光谱选择性，同时还具有无污染、快速实时、便携、体积小、成本低等优点，因此，在生物医学研究、临床诊疗、基因分析、食品安全和环境监测中得到广泛地应用。然而，在光纤光栅传感领域，研究的最大挑战是缺乏对生物小分子和低浓度分析物的应用的灵敏度。针对这一问题，国内外研究者通过对光纤生物传感器进行包层腐蚀、侧抛和光纤拉锥等技术以提高其传感性能。但这些方法均破坏了光纤结构的完整性。

长周期光纤光栅(long period fiber grating,LPFG)是一种在纤芯、包层或二者中引入周期性折射率扰动的无源光子器件，能够在多个分立的谐振波长处实现纤芯导模和同向传输包层模之间的模式耦合，从而在其透射谱中产生多个分立的谐振峰。由于外界环境折射率的变化会对包层模的模式特性产生较大影响，且模次越高，外界环境对其影响越大，因此长周期光纤光栅是一种重要的折射率传感检测装置件。为提高LPFG的折射率传感灵敏度，目前常用的方法是应用双峰谐振LPFG，由于双峰谐振长周期光纤光栅(DR-LPFGs)的左、右峰对周围介质具有相反的折射率响应，即谐振波长向相反的方向迁移，因此具有对外部干扰的最高灵敏度。相比普通LPFG来说，DR-LPFGs的灵敏度可以提高2-3个数量级。2017年，A.A.Badmos等在掺硼/锗单模光纤中制作了DR-LPFG，该光栅用于折射率传感时，其灵敏度达到4298.20nm/RIU。