[發明專利]一種基于超薄光纖微流激光器的高靈敏度免疫分析裝置及方法

在審

• 申請號: 201911392324.3
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111044733A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 龔朝陽;楊熙;龔元;饒云江
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01N33/68
• 分類號: G01N33/68;G01N21/31
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 陳一鑫

本發明公開了一種基于超薄光纖微流激光器的高靈敏度免疫分析裝置及方法，屬于傳感技術領域。該高靈敏度免疫分析裝置包括脈沖激光器、衰減片、分束器、脈沖能量計、柱面透鏡、超薄光纖微流激光器、收集透鏡、收集光纖、光譜分析儀。其中超薄光纖微流激光器通過在單模光纖表面交聯streptavidin?cy3分子和捕獲抗體實現。其中streptavidin?cy3分子作為超薄光纖微流激光器的增益介質，抗原捕獲抗原實現抗原濃度的檢測。抗原與捕獲抗體的結合使得streptavidin?cy3分子還可通過檢測抗體連接到光纖表面，最終使光纖表面總的streptavidin?cy3分子與抗原濃度正相關。光纖表面支持回音壁模式，可以為激光產生提供光反饋。通過探測超薄光纖微流激光器的激光輸出可實現抗原濃度的高靈敏度免疫分析。

技術領域

本發明屬于傳感技術領域，具體涉及一種基于超薄光纖微流激光器的高靈敏度免疫分析裝置。

背景技術

免疫分析方法利用抗原抗體反應對抗原進行定量檢測，在生物檢測、疾病診斷等領域具有廣泛的應用。傳統在免疫分析中，待測抗原與抗體反應形成抗原-抗體復合物，并通過探測反應物的熒光強度、吸光度、電化學信號的變化實現抗原的定量分析。但是，傳統免疫檢測很難實現一次性、高靈敏度的免疫分析。

光纖微流激光器由于微腔增強了光和物質相互作用，其激光輸出信號很靈敏地反應了微腔內部分子的細微變化。同時，由于光纖在拉制過程中尺寸得到了很好的控制，可作為微腔一次性使用。傳統光纖微流激光器由于具有宏觀體積的增益介質，大量的增益介質分子均參與激光發射。由于激光輸出具有非線性，較少的增益介質分子數目有利于光纖微流激光器傳感靈敏度的提升。

發明內容

針對傳統免疫分析中存在的問題，本發明利用光纖實現了超薄光纖微流激光器，并利用其實現了可一次性使用、高靈敏度的免疫分析。

本發明具體采用如下技術方案：

一種基于超薄光纖微流激光器的高靈敏度免疫分析裝置，該裝置包括脈沖激光器(1)、衰減片(2)、分束器(3)、脈沖能量計(4)、柱面透鏡(5)、超薄光纖微流激光器(6)、收集透鏡(7)、收集光纖(8)、光譜分析儀(9)、位移臺；光纖軸向的位移通過位移臺精確控制；脈沖激光器出射的激光經過衰減片衰減，經分束器分束后，一路入射到脈沖能量計上用于實現脈沖能量的實時檢測，另一路經柱面透鏡匯聚成線狀光斑，垂直照射于超薄光纖微流激光器表面；收集透鏡位于超薄光纖微流激光器正上方，用于將出射的激光信號耦合入收集光纖；收集光纖連接收集透鏡和光譜分析儀，將激光信號送入光譜分析儀進行分析；

所述超薄光纖微流激光器通過在單模光纖表面交聯捕獲抗體和streptavidin-cy3分子實現；通過光纖表面的捕獲抗體捕獲溶液中的待測抗原，并使光纖表面的streptavidin-cy3分子數目與抗原濃度正相關；光纖表面交聯的streptavidin-cy3分子作為光纖微流激光器的增益介質；光纖表面支持回音壁模式，為激光輸出提供光反饋；

所述超薄光纖微流激光器使用單模光纖作為諧振腔，捕獲抗體固相于光纖表面實現對抗原的檢測，固相于光纖表面的亞分子層量級厚度的streptavidin-cy3分子薄膜為增益介質；光纖表面總的streptavidin-cy3分子數一部分直接固相于光纖表面，為超薄光纖微流激光器提供預偏置使之滿足激光閾值條件，另一部分來自于捕獲抗體結合抗原，通過cy3標記的檢測抗體固相于光纖表面；光纖總的streptavidin-cy3分子數影響最終激光輸出強度并與抗原濃度正相關。因此，通過測量超薄光纖微流激光器輸出激光強度可實現抗原濃度的檢測。

進一步的，所述超薄光纖微流激光器的光纖尺寸為80μm-150μm。

所述超薄光纖微流激光器的應用于標記物alpha-synuclein的檢測方法包括以下步驟：

步驟1：超薄光纖微流激光器制作；