[實用新型]基于游標效應(yīng)的金黃色葡萄球菌邊孔光纖生物傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202022224806.2
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN212483347U
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁凱歌;郎婷婷;余振宇;許濤;何昊臻;馮治聞
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01N21/45
• 分類號: G01N21/45;G01N33/569
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開基于游標效應(yīng)的金黃色葡萄球菌邊孔光纖生物傳感器。所述生物傳感器包括寬帶光源、輸入單模光纖、無芯光纖、具有兩個通道的并且其中一個通道充滿折射率為1.3626的液體而另一個通道外露的邊孔光纖、第二無芯光纖、輸出單模光纖、光譜儀，其中邊孔光纖附著上豬IgG抗體。光依次經(jīng)過整個光學系統(tǒng)后會在光譜儀上得到光譜圖，附著在邊孔光纖表面的豬IgG抗體可實現(xiàn)對金黃色葡萄球菌的特異性結(jié)合，使得光譜發(fā)生漂移，通過計算光譜包絡(luò)的移動可反推得到金黃色葡萄球菌的濃度。而因為游標效應(yīng)的存在，使得靈敏度顯著提升。該傳感器具有成本低，制作簡單，靈敏度高等優(yōu)點，具有很好的實用價值和應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種光纖傳感器，具體涉及一種基于邊孔光纖游標效應(yīng)的檢測金黃色葡萄球菌的生物傳感器，其突出特點是在檢測金黃色葡萄球菌方面檢測靈敏度高、檢測成本與操作復(fù)雜度低，屬于光生化傳感技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

折射率是物質(zhì)中較為容易獲取的表征物質(zhì)特性的值，所以出現(xiàn)了很多折射率傳感器。光纖傳感器由于成本低、制作簡單等多種優(yōu)勢在水質(zhì)監(jiān)測、醫(yī)療健康等領(lǐng)域成功占據(jù)一席之地。光纖技術(shù)是折射率傳感技術(shù)的重要組成部分，已經(jīng)漸漸走向成熟。基于馬赫曾德干涉原理的光纖傳感器具有靈敏度高、測量對象廣泛等優(yōu)勢，在不同領(lǐng)域得到了較好運用。例如，2019年3月26日公開的公開號為 CN109520442A的發(fā)明專利提出了“一種級聯(lián)光纖熔錐馬赫曾德干涉儀及光纖曲率測量系統(tǒng)”，實現(xiàn)了一種具有結(jié)構(gòu)簡單的馬赫曾德干涉儀，且能夠?qū)崿F(xiàn)對微小曲率進行測量的功能。2019年3月26日公開的公開號為CN109520442A的實用新型專利提出了“基于馬赫曾德干涉的光纖濕度傳感器”，以光纖M-Z結(jié)構(gòu)為傳感器主要結(jié)構(gòu)，以透射光譜的損耗比與環(huán)境濕度值的關(guān)系為基礎(chǔ)，及光纖濕度傳感器的優(yōu)點,實現(xiàn)對環(huán)境的濕度值進行精確測量。但基于馬赫曾德干涉光纖傳感器在病原菌檢測應(yīng)用方面還有欠缺。

食源性疾病的主要原因是食用被食源性病原體污染的食物。因此，及時檢測食物中的食源性病原體對于降低食源性疾病的發(fā)病率非常重要。有幾種常規(guī)技術(shù)用于檢測食源性病原體，如平板法、聚合酶鏈反應(yīng)和酶聯(lián)免疫吸附試驗方法等。其中金黃色葡萄球菌是人類的一種重要病原菌，引起許多嚴重感染。

金黃色葡萄球菌的危害：

一、金黃色葡萄球菌感染之后容易導(dǎo)致食物中毒，伴隨著會出現(xiàn)一些惡心、嘔吐、暈眩、甚至是休克的癥狀，

二、金黃色葡萄球菌感染會導(dǎo)致白細胞和巨噬細胞被破壞，出現(xiàn)白細胞缺乏，免疫系統(tǒng)就會下降，出現(xiàn)免疫病、再生障礙性貧血等癥狀。

三、金黃色葡萄球菌感染會導(dǎo)致人體出現(xiàn)局部潰爛化膿的現(xiàn)象，如不及時就醫(yī)就會使得化膿傷口繼續(xù)擴散，導(dǎo)致全身皮膚潰爛，身體出現(xiàn)嚴重的炎癥。

四、金黃色葡萄球菌感染會導(dǎo)致腦膜炎的發(fā)作這種金黃色葡萄球菌感染就是進化后的超級細菌感染，因為其入侵大腦，導(dǎo)致腦膜發(fā)炎，通常會伴隨著頭疼、發(fā)熱、全身不適、惡心、嘔吐、暈眩甚至是休克。

五、金黃色葡萄球菌感染能導(dǎo)致皮膚軟組織感染、敗血癥、心內(nèi)膜炎、肺炎、腸炎、骨髓炎及中毒性休克綜合征等。

近年來，在金黃色葡萄球菌檢測方面也有所發(fā)展。例如，2015年5月27日公開的公開號為CN104655839A的發(fā)明專利提出了“一種特異性檢測金黃色葡萄球菌的方法”，通過ATP生物發(fā)光法得到菌濃度與發(fā)光強度的線性曲線，可定量檢測出金黃色葡萄球菌。2017年3月15日公開的公開號為CN106501337A 的發(fā)明專利提出了“一種金黃色葡萄球菌的電化學檢測方法”，采用三電極檢測系統(tǒng)檢測金黃色葡萄球菌，兩種方法都能較好的檢測出菌液濃度。但檢測靈敏度、檢測成本與操作復(fù)雜度等方面存在缺陷。

本實用新型為干涉型光纖生物傳感器的一種，是一個用光纖做成的雙馬赫曾德爾干涉儀。而相比于一般的馬赫曾德爾干涉儀，本實用新型通過填充折射率為1.3626的液體運用了游標效應(yīng)，使得外界折射率響應(yīng)變化的包絡(luò)線位移將大于原始的條紋位移，故而靈敏度將大幅提高。