[發明專利]一種快速檢測血清中乳腺癌標志物的微型光纖生物傳感器

在審

• 申請號: 201910373463.5
• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN110132896A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 孫丹丹
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: G01N21/45
• 分類號: G01N21/45;G01N33/574
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 李富元

本發明涉及一種光纖傳感裝置，一種快速檢測血清中乳腺癌標志物的微型光纖生物傳感器，包括微納光纖干涉儀、生物功能化膜和乳腺癌標志物的抗體；所述的微型光纖生物傳感器是在乳腺癌標志物的抗體固定后浸入含有乳腺癌標志物（HER2）樣品液中，并將光源打開使得光輸入到微型光纖生物傳感器，利用微納光纖干涉儀表面倏逝波對環境變化高靈敏的特性，對乳腺癌標志物（HER2）和乳腺癌標志物的抗體特異性結合引起傳感器表面折射率變化，從而快速檢測出血清中乳腺癌標志物（HER2）的濃度。

技術領域

本發明涉及一種光纖傳感裝置，尤其是一種快速檢測血清中乳腺癌標志物的光纖傳感方法，屬于光纖生物傳感器領域。

背景技術

乳腺癌是第三大常見癌癥，已成為威脅女性健康的常見腫瘤。全球乳腺癌的發病率一直處于上升趨勢，給患者和家庭都造成了極大的痛苦，因此降低乳腺癌的死亡率是當前社會亟需解決的重大問題。這就需要對乳腺癌早期病例早發現早治療，從而減少患者痛苦和提高生存率。前期癌癥患者的體液中如血液，血清，尿液等中會出現腫瘤生物標志物的過度表達，只要對乳腺癌標記物含量的檢測可以有助于確定某些類型的存在或進展癌癥。眾所周知，HER2是良好的生物標志物，大約25％-30％的乳腺癌患者伴有HER2的過度表達。乳腺癌標志物檢測常用到熒光標記或染色標記，這樣提供極高的靈敏度甚至單分子水平，但是存在成本高，程序復雜性和標記影響生物分子本身性質等缺陷。因此，開發研究一種快速檢測血清中乳腺癌標志物的微型光纖傳感器，提升非損傷途徑早期乳腺癌診斷的“準確性”和“可實現性”。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：如何克服上述現有技術的缺點與不足，構建一種快速檢測血清中乳腺癌標志物的微型光纖生物傳感器，該傳感器采用微納光纖干涉儀作為倏逝波探測的界面，并在該界面上修飾識別元件作為特異性檢測的有效載體。本發明不僅免標記、低成本，而且利用光纖探針體積小特點，可實現快速檢測血清中生物標志物。

本發明所采用的技術方案是：一種快速檢測血清中乳腺癌標志物的微型光纖生物傳感器，包括微納光纖干涉儀、生物功能化膜和乳腺癌標志物的抗體；所述微納光纖干涉儀結構由微納光纖過渡區和均勻區組成；所述生物功能化膜是通過共價鍵作用連接光纖和乳腺癌抗體，具有橋梁作用；所述乳腺癌標志物的抗體作為識別分子，通過生物功能化膜固定到光纖表面上；所述的微型光纖生物傳感器是在乳腺癌標志物的抗體固定后浸入含有乳腺癌標志物(HER2)樣品液中，并將光源打開使得光輸入到微型光纖生物傳感器，利用微納光纖干涉儀表面倏逝波對環境變化高靈敏的特性，對乳腺癌標志物(HER2)和乳腺癌標志物的抗體特異性結合引起傳感器表面折射率變化，從而快速檢測出血清中乳腺癌標志物(HER2)的濃度。

進一步的，所述微納光纖干涉儀通過將光敏光纖通過高溫火焰拉制而成。

進一步的，所述微納光纖干涉儀的均勻區直徑為5-7μm。

進一步的，所述光源為1250-1650nm波段的寬帶光源。

由于微納光纖干涉儀的大倏逝場特性提供高靈敏地感知外界環境的變化。微納光纖干涉儀由中間直徑均勻的束腰區域和兩個錐形過渡區域構成，一個錐形過渡區域激發的基模和高階模在束腰區域傳播，與另一個錐形過渡區域耦合，由于基模和高階模傳輸系數不同，在滿足干涉條件下才形成干涉條紋。干涉總強度為

I_co和I_cl分別為第一基模HE₁₁和第二基模HE₁₂高階模的強度。φ是兩個干涉模式之間的相位差。

微納光纖干涉儀感知外界環境的靈敏度公式為