[發明專利]一種用于核酸檢測的生物傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 202011631325.1
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112680503A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 周文超;吳一輝;韋友蓮;楊秋爽;王越
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: C12Q1/6825
• 分類號: C12Q1/6825;G01N21/41;G01N21/45
• 代理公司: 長春中科長光知識產權代理事務所(普通合伙) 22218
• 代理人: 高一明;郭婷

1.一種用于核酸檢測的生物傳感器，其特征在于，包括熔融連接在一起的兩根微納光纖、固定于所述兩根微納光纖表面的探針單鏈DNA；兩根所述微納光纖都包括一個均勻腰區、位于所述均勻腰區兩側的錐形過渡區，光功率在所述兩根微納光纖之間耦合傳遞，所述錐形過渡區形狀和所述均勻腰區直徑抑制高階模式傳輸。

2.根據權利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述探針單鏈DNA與目標單鏈DNA雜交后引起光纖表面折射率的變化。

3.根據權利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述兩根微納光纖工作在轉折點附近區域；所述轉折點指所述兩根微納光纖的有效群折射率相等。

4.根據權利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，所述兩根微納光纖的有效群折射率相等。

5.根據權利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，還包括輸入端口和輸出端口，所述輸入端口和所述輸出端口置于所述兩根微納光纖的兩端；TE/TM偏振的入射光照射到所述輸入端口，所述輸出端口觀測干涉譜線；通過檢測所述干涉譜線波峰或波谷的偏移，對所述光纖表面折射率的變化進行檢測。

6.根據權利要求5所述的生物傳感器，其特征在于，所述輸入端口為P1和P2，所述輸出端口為P3和P4；TE/TM偏振的入射光照射到P1和/或P2，在所述兩根微納光纖中會同時激勵起偶模和奇模；所述偶模和所述奇模沿著所述兩根微納光纖進行傳輸時發生能量交換，在P3和P4觀測到所述干涉譜線。

7.根據權利要求1所述的生物傳感器，其特征在于，通過多聚賴氨酸吸附法，實現所述探針單鏈核酸在所述兩根微納光纖表面的固定。

8.一種用于核酸檢測的生物傳感器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、以溶劑折射率為參考，計算不同耦合器光纖直徑和工作波長下轉折點附近的靈敏度曲線；

S2、利用熱熔融拉伸方法對兩根光纖進行拉伸，通過控制工藝參數得到所需尺寸的光纖耦合器；兩根所述光纖都包括一個均勻腰區、位于所述均勻腰區兩側的錐形過渡區，光功率在所述光纖耦合器之間耦合傳遞，所述錐形過渡區形狀和所述均勻腰區直徑抑制高階模式傳輸；

S3、將光纖耦合器固定在樣品池上，通過生物修飾在光纖表面附著一層表面修飾基團，然后固定探針單鏈核酸。

9.根據權利要求8所述的生物傳感器的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述熱熔融拉伸方法具體包括如下步驟：

S201、取兩根單模光纖，在每根光纖的中間剝除一段保護層，裸露出光纖包層，并將所述光纖包層外表面清洗干凈；

S201、將處理好的光纖分別固定到可移動的V型槽內，并將所述兩根光纖打結在一起；

S201、對光纖的裸露部位進行加熱，并通過V型槽對光纖施以軸線拉力，實現光纖耦合器的拉制。

10.根據權利要求8所述的生物傳感器的制備方法，其特征在于，所述光纖耦合器的所述均勻腰區具有約1μm的直徑；所述溶劑具有約1.33的折射率。