[发明专利]光纤表面等离子体共振免疫传感探针及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光纤传感技术、材料科学、光电子技术以及抗癌药物筛选的交叉领域，具体地说，是基于异质结构光纤上的纳米金薄膜的表面等离子体共振效应，采用宽带光源和光纤光谱仪相结合，从而实现对生物医学中抗癌药物的精确检测和药物筛选。

背景技术

随着人们生活方式和生活环境的显著变化，癌症已成为威胁人类生命健康的新问题。CD13，目前已被报道在人类肺癌细胞，肝癌细胞和卵巢癌细胞呈高表达，可以作为一种独立肿瘤标记物，新的CD13抑制剂被认为是潜在的抗癌药物。而实现抗癌药物的快速精准筛选对癌症患者的早期诊断，特异性治疗以及术后评估都有着重大意义。而体外检测与诊断是疾病预防、治疗和治疗后康复情况追踪的主要手段和重要前提。为满足体外检测与诊断的需求，需要发展特异、灵敏的分析传感方法。此外，还应该尽可能缩短检测时间、降低检测成本、简化操作，以期实现个体化诊疗。因而亟需发展新的检测技术和传感方法平台来应对这一挑战。

若能研发出有效的检测手段对其进行早期监测并实行精准治疗，将能极大提高癌症患者生存率及生活质量。CD13，目前已被报道在人类肺癌细胞，肝癌细胞和卵巢癌细胞呈高表达，可以作为一种独立肿瘤标记物，新的CD13抑制剂被认为是潜在的抗癌药物。而实现抗癌药物的快速精准筛选对癌症患者的早期诊断，特异性治疗以及术后评估都有着重大意义，因此，一种小型，快速，高灵敏性，高稳定性，成本低的抗癌药物筛选传感器就变得尤为重要。

目前的生物蛋白检测方法有电致化学发光、化学发光免疫分析法、酶联免疫吸附法、荧光免疫分析，电化学免疫分析法。然而这些方法或多或少存在一些缺陷，如不能抗电磁干扰，成本昂贵，操作复杂，重复性差，需要标记物，生物相容性差，灵敏度低。表面等离子体共振分析法不需要标记，可对分子间的相互作用进行实时检测，已经成为一种成熟的检测生物分子间相互作用的方法，广泛应用于蛋白质组学、受体/配体、/抗体/抗原分子结合、免疫识别、癌症研究和新药筛选等生命科学领域，用于实时和动态研究蛋白质/蛋白质、蛋白质/核酸、新药分子/靶蛋白等生物分子的相互作用过程。

光纤表面等离子体共振传感器是利用P偏振光在光纤与金属薄膜界面处发生全内反射时进入金属薄膜内的隐失波(倏逝波)，引发金属中的自由电子产生表面等离子体，当隐失波的波矢与表面等离子体的波矢相匹配时，二者将发生共振，入射光的能量被表面等离子体吸收，透射光强急剧下降，发生SPR现象。为了产生等离子体共振所需的消逝场以及提高传感器的灵敏度，通常采用化学腐蚀或物理抛磨法，制作U型，锥形，D型结构光纤来对生物样品进行在线传感检测，然而，这些传统光纤表面等离子体共振传感器都需要对光纤包层处理作为敏感单元，去包层时容易有包层残留，限制了传感器灵敏度。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有生物蛋白检测技术的缺点与不足，提供一种基于镀金异质结构光纤表面等离子体共振免疫传感技术，该光纤传感区表面固定生物药剂如CD13作为探针。

本发明的另一目的在于提供上述光纤表面等离子体共振免疫传感技术的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述光纤表面等离子体共振免疫传感技术的应用。

为达上述目的，本发明提供了一种基于多模-单模-多模结构光纤表面等离子体共振免疫传感探针，该传感探针包括单模光纤，该单模光纤的两端各熔接一根多模光纤，形成M-S-M结构；该传感探针表面沉积有一层纳米薄膜，以作为表面等离子体共振免疫传感的固相载体；且该传感探针经过生物药剂的缓冲溶液固定。

接上述技术方案，所述纳米薄膜的厚度为50-120nm。

接上述技术方案，所述M-S-M结构的末端镀反射纳米薄膜。

接上述技术方案，所述M-S-M结构中单模光纤长度为1cm-3cm。

接上述技术方案，所述纳米薄膜为金膜、银膜、钯膜、铜模、铂膜或者合金膜，或者该纳米薄膜为包括基于金属薄膜的石墨烯/二硫化钼结构基底和其他敏感材料薄膜。

接上述技术方案，所述生物药剂为癌细胞标记物或者癌细胞标记物对应的抗体，以及其他各种蛋白、DNA等。

本发明还提供了一种基于多模-单模-多模结构光纤表面等离子体共振免疫传感探针的制备方法，包含如下步骤：

(1)首先将一根多模光纤和单模光纤的一端熔接，然后再将单模光纤的另一端和另一根多模光纤熔接，M-S-M结构中单模光纤部分作为传感区域；

(2)在M-S-M结构光纤表面沉积一层纳米薄膜作为表面等离子体共振免疫传感技术的固相载体；