[發明專利]一種光纖生物傳感器及其在均相化學發光生物檢測中的應用

有效

• 申請號: 202110381938.2
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113125421B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 陳翊平;何慧禹;聶榮彬
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: G01N21/76
• 分類號: G01N21/76;G01N21/01;G01N33/58
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 徐紹新

本發明公開了一種光纖生物傳感器，該光纖傳感器表面同時修飾生物識別分子和化學發光底物，能應用于均相化學發光生物檢測。本發明還公開了一種均相化學發光生物檢測方法，該方法通過使用所述的光纖生物傳感器，同時控制化學發光的底物濃度和反應速度，從發光信號產生的時間上區分特異性和非特異性檢測信號，從而避免了非特異性信號的干擾，提高了均相檢測的準確性和靈敏性。

技術領域

本發明屬于生化分析領域，涉及一種光纖生物傳感器，本發明還涉及該傳感器在均相化學發光生物檢測中的應用。

背景技術

化學發光法具有較高的靈敏度和較寬的線性范圍，在分析測試領域應用廣泛。尤其是化學發光生物傳感器，兼具化學發光的高靈敏度和生物識別反應的高特異性，尤其適合復雜樣品中痕量目標物的定量分析，相比于其它光學生物傳感器，其設備簡單，無需激發光源、光譜儀等部件，有效降低了儀器的復雜性和成本。

均相測定是一種無需進行分離的分析方式，反應后直接對發光信號進行測定，該方法不僅降低了操作的復雜性，縮短了檢測時間，而且還能減少多步洗滌所造成累積誤差。但是，現有的均相化學發光測定存在反應速率可控性差、反應體系中的非特異檢測信號干擾大、試劑穩定性差及成本高等缺點。為此，申請人為了解決上述問題，發明了一種基于底物濃度控制的時間分辨均相化學發光生化分析方法，該方法已在本專利申請的同日提出了另一項中國專利申請，專利名稱為“一種底物濃度控制型時間分辨均相化學發光生化分析方法”。

上述方法的原理是：根據化學反應動力學，化學發光強度取決于催化劑和發光底物的濃度，而催化劑不會被消耗，發光底物不斷被消耗，通過控制發光底物的量，即可產生閃光(底物不足，迅速被消耗)，或持續發光(底物足量，持續消耗)。反應體系中，由于免疫復合物中的發光底物周圍微環境內的催化劑濃度遠高于溶液本體，當引入足量的觸發劑，復合物中的發光底物迅速反應并被耗盡，產生一個閃光信號，而溶液本體中游離的發光底物其周圍微環境內催化劑的濃度低，因此反應速率較慢，產生一個滯后的非特異性信號。因此可通過控制發光底物的量從時間上將特異性信號和干擾信號分辨開來，達到均相檢測的目的。該方法有效地減少了反應體系中非特異信號的干擾，提高了檢測的準確性和靈敏性。

不同于傳統的生物傳感器，光纖傳感器兼具生物識別、分離富集、信號傳導于一體，不僅最大程度地發揮了均相化學發光的優勢，更使得操作簡單化、設備便攜化，加之光纖的抗干擾力極強，尤其適合現場操作。例如發明人前期曾研發了一種在光纖表面結合完全抗原的化學發光光纖免疫傳感器(CN 109596604 A)，可用于獸藥殘留的檢測。

本發明將底物濃度控制型時間分辨均相化學發光生化分析方法與光纖傳感器相結合，從而為食品安全、疾病診斷、環境監測提供一種更有效的工具。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種光纖生物傳感器，該傳感器中光纖的表面通過同時修飾生物識別分子和化學發光底物，從而能在均相化學發光生物檢測中得到更好地應用。

本發明的第二個目的是提供一種均相化學發光生物檢測方法，該方法通過使用所述的光纖生物傳感器，同時控制化學發光的底物濃度和反應速度，從發光信號產生的時間上區分特異性和非特異性檢測信號，從而避免反應體系的干擾，提高均相檢測的準確性和靈敏性。

為實現第一個目的，本發明采用了以下技術方案：

一種光纖生物傳感器，它是按包括以下步驟的方法構建的：

1)將光纖切成小段，刮去一端的亞克力保護層并除去二氧化硅涂覆層，用NaOH溶液和水沖洗后氮氣吹干，然后用NaOH溶液浸泡處理，以活化光纖表面的硅羥基，用水和乙醇沖洗后氮氣吹干；

2)將步驟1)處理后的纖芯部分用含有硅烷化試劑的乙醇溶液浸泡，以向光纖表面引入環氧基；