[實用新型]一種高靈敏度光纖SPR生物傳感器

有效

• 申請號: 201821482943.2
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN208752007U
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 王雪州;王琦
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01N21/552
• 分類號: G01N21/552
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李洪福

本實用新型提出了一種高靈敏度光纖SPR生物傳感器。本實用新型主要利用金膜與金納米粒子之間的耦合效應增強局域電場強度來提高傳感器的檢測靈敏度，在鍍有金膜的光子晶體光纖傳感器的表面通過共價鍵結合方法來固定氧化石墨烯薄膜，利用氧化石墨烯薄膜來提高抗體的固定效率，抗體和被金納米粒子固定的抗原之間的特異性結合引起共振波長漂移，根據共振波長的移動量來實現抗原高靈敏度和低檢測限的測量。本實用新型解決現有光纖SPR生物傳感器的靈敏度較低的問題，在免疫分析和低濃度或小生物分子檢測中有著廣闊的應用前景。

技術領域

本實用新型涉及生物傳感器技術領域，具體涉及SPR生物傳感器，尤其涉及一種高靈敏度光纖SPR生物傳感器。

背景技術

Surface Plasmon Resonance(SPR)，中文名稱為表面等離子體共振，它是一種常見的光學現象，它是指光波導中某一特定波長的入射光照射到金屬(如金或銀)薄膜時，光波就會與金屬表面產生的等離子體波發生共振，稱之為表面等離子體共振(SPR)效應。SPR效應會使反射光的能量發生銳減，從而形成共振波谷，同時，SPR對外界折射率十分敏感，當所測溶液濃度改變，即外界溶液折射率改變時，SPR的共振波谷就會隨之移動，因此，本實用新型通過檢測SPR共振波谷的偏移量而達到檢測生物樣品濃度的目的。

表面等離子體共振(SPR)生物傳感器由于其高靈敏度和生物相容性而在生物和化學檢測中引起了極大的關注。根據表面等離子體波與周圍生物分子之間的相互作用，會導致共振角或共振波長的漂移，由此可實現外部生物分子的檢測。與基于棱鏡的傳統SPR生物傳感器相比，光纖SPR生物傳感器具有制作簡單，成本低，傳感結構小型化和抗電磁干擾的特性。然而，傳統的SPR生物傳感主要依靠金膜來實現檢測，缺乏足夠高的靈敏度來檢測更低相對分子質量的生物分子，因此，仍然需要進一步提高傳感器的靈敏度，這樣有助于擴大傳感器的應用范圍。

實用新型內容

為了解決現有光纖SPR生物傳感器的靈敏度較低的問題，本實用新型提出了一種高靈敏度光纖SPR生物傳感器。本實用新型主要利用金膜與金納米粒子之間的耦合效應增強局域電場強度來提高傳感器的檢測靈敏度，在鍍有金膜的光子晶體光纖傳感器的表面通過共價鍵結合方法來固定氧化石墨烯薄膜，利用氧化石墨烯薄膜來提高抗體的固定效率，抗體和被金納米粒子固定的抗原之間的特異性結合引起共振波長漂移，根據共振波長的移動量來實現抗原高靈敏度和低檢測限的測量。

為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：

一種高靈敏度光纖SPR生物傳感器，包括光子晶體光纖，光子晶體光纖兩端分別熔接多模光纖，光子晶體光纖表面鍍金膜，金膜表面固定氧化石墨烯薄膜，氧化石墨烯薄膜上固化有對生物分子或化學成分具有選擇性吸收的抗體膜層，對應于抗體的抗原被金納米粒子固定，檢測過程中抗體和抗原結合，使得表面固定有抗原的金納米粒子固定在抗體薄膜上，金膜與金納米粒子之間產生耦合效應。

進一步地，所述的金膜表面固定氧化石墨烯薄膜，金膜表面通過共價鍵結合方法來固定氧化石墨烯薄膜，利用氧化石墨烯薄膜來提高抗體的固定效率。

進一步地，所述的光子晶體光纖的長度為0.5～2cm。

進一步地，所述的光子晶體光纖表面鍍金膜，金膜的厚度為40～60nm。

進一步地，所述的金膜表面固定氧化石墨烯薄膜，氧化石墨烯薄膜的厚度為0.2～0.6nm。

進一步地，所述的金納米粒子的直徑為10～50nm。

本實用新型的原理如下：

本實用新型主要利用金膜與金納米粒子之間的耦合效應增強局域電場強度來提高傳感器的檢測靈敏度，在鍍有金膜的光子晶體光纖傳感器的表面通過共價鍵結合方法來固定氧化石墨烯薄膜，利用氧化石墨烯薄膜來提高抗體的固定效率，抗體和被金納米粒子固定的抗原之間的特異性結合引起共振波長漂移，根據共振波長的移動量來實現抗原高靈敏度和低檢測限的測量。