[发明专利]一种酸性磷酸酶光纤生物传感器及制备方法与应用

说明书

本发明属于生物检测技术领域，具体公开了一种酸性磷酸酶光纤生物传感器及制备方法与应用。一种酸性磷酸酶光纤生物传感器的制备方法，(1)将微纳光纤干涉仪浸泡在食人鱼溶液中，活化微纳光纤干涉仪表面的羟基；(2)将含有酸性磷酸酶底物的溶液和阳离子聚电解质溶液混合形成离子交联化合物悬浮液；(3)将表面带有活化羟基的微纳光纤干涉仪浸泡于悬浮液，在微纳光纤表面形成被酸性磷酸酶特异性水解的酸性磷酸酶敏感膜，得到酸性磷酸酶光纤生物传感器。本发明的光纤生物传感器，与传统的电化学传感器相比，具有抗电磁干扰、耐腐蚀性的优势，可以应用于酸性磷酸酶在体实时监测。该检测过程不仅对检测样品免标记，且同时具有简便、快速等优点。

技术领域

本发明属于生物检测技术领域，特别涉及一种酸性磷酸酶光纤生物传感器及制备方法与应用。

背景技术

酸性磷酸酶是一种可以在酸性条件下水解磷酸酯分子，释放出游离磷酸基团的酶。在人体中，酸性磷酸酶由前列腺、肝脏、脾脏、骨髓等组织产生，广泛存在于各组织、细胞和体液中。人体内酸性磷酸酶通常以低浓度存在，然而，在某些疾病中，酸性磷酸酶合成发生了显著变化，其过高或过低的酶表达被视为病理过程的一部分。酸性磷酸酶水平异常可作为溶酶体酸性磷酸酶缺乏症，骨巨细胞瘤，溶血性贫血，儿童期发育障碍、高雪氏病、前列腺癌等疾病的指征。特别的，酸性磷酸酶已经被广泛用作前列腺癌的血清标志物，当人体出现前列腺癌时，酸性磷酸酶的浓度升高，且酸性磷酸酶的水平和前列腺癌的临床分期显著相关；另一方面，酸性磷酸酶还可以作为前列腺癌切除术后肿瘤复发以及前列腺癌特异性死亡的独立预测因子。因此实现对酸性磷酸酶的精确检测对于疾病的诊断、治疗和预后方面具有重要意义。

目前已有多种检测酸性磷酸酶的方法得到报道，主要包括电化学法、声表面波法、免疫测定法以及荧光分光光度法等。其中电化学法和表面声波法的灵敏度较低，检测极限最低仅为10^-3U/ml，难以应用于微量生物样品的检测；而免疫测定法和荧光分光光度法虽然具有较低的检测极限(免疫测定法可达10^-5U/ml，荧光分光光度法可达10^-9U/ml)，但是依然存在操作过程复杂繁琐、检测成本高、离不开配套的昂贵大型仪器等缺点。因此，开发一种简便快速、价格低廉、灵敏度高的酸性磷酸酶检测方法具有重要作用。

近年来，已有许多基于微纳光纤干涉仪的光纤生物传感器得到报道。中国专利申请CN 110132896 A中将乳腺癌标志物(HER2)的抗体通过共价键作用固定到微纳光纤干涉仪表面，从而可以快速检测出血清中乳腺癌标志物的浓度。中国专利申请CN 109557051 A在微纳光纤干涉仪表面组装上氧化石墨烯spacer层和纳米硫化铜层共同构成界面层，再将探针DNA通过共价键作用固定于界面层的表面，实现了单分子微小RNA的识别和测量。上述发明的光纤生物传感器都是基于抗原-抗体结合、碱基互补配对等方式使目标被测物附着到光纤表面而使光纤周围环境的折射率增高，以此实现对被测物的检测。然而，除了目标被测物可以被特异性吸附到光纤表面外，部分干扰物也可以通过物理吸附、静电吸引、亲疏水相互作用等方式吸附到光纤表面而使光纤周围环境的折射率增高。因此在实际应用时往往很难判断是目标被测物还是干扰物造成的光纤周围环境折射率增高，可能造成“假阳性”诊断。因此，有必要开发一种新的检测策略，在充分利用光纤生物传感器灵敏度高、结构小巧、化学惰性、抗电磁干扰等优点的同时提高光纤生物传感器的特异性，以提升其用于疾病检测的可靠性。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种酸性磷酸酶光纤生物传感器的制备方法。

本发明另一目的在于提供上述方法制备得到的一种酸性磷酸酶光纤生物传感器。

本发明再一目的在于提供上述酸性磷酸酶光纤生物传感器在检测酸性磷酸酶中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种酸性磷酸酶光纤生物传感器的制备方法，

(1)将微纳光纤干涉仪浸泡在食人鱼溶液中，活化微纳光纤干涉仪表面的羟基；