[发明专利]一种微纳光纤光栅光热试纸条传感器及其检测方法

说明书

本发明公开了一种微纳光纤光栅光热试纸条传感器及其检测方法，传感器构成是：一根聚合物封装的微纳光纤长周期光栅平行紧贴于胶体金试纸条检测线区域，泵浦激光源对准照射在试纸条检测线区域上诱发光热效应，利用微纳光纤内大倏逝场与周期性调制作用以及微纳光纤外聚合物热光转换作用激发出对试纸条检测线区域温度敏感的光波导模间谐振耦合，通过透射光谱追踪谐振峰值位置，进而将胶体金试纸条免疫反应与封装微纳光纤长周期光栅温敏感知功能结合完成待测样品中目标分析物浓度的定量检测。本发明的传感器能够实现对胶体金试纸条上目标物低浓度水平的高精度检测，稳定性高，操作简单，能够满足实际生物医学检测需求，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及光纤光栅折射率传感器领域，具体涉及一种微纳光纤光栅光热试纸条传感器及其检测方法。

背景技术

作为一种新兴的快速免疫检测技术，胶体金试纸条技术将免疫层析快速分离和反应的优势和胶体金颗粒优异的光学性能和稳定性结合起来，现有胶体金试纸条技术通过在质控线和检测线上分别包被特定的抗体用于与依靠硝酸纤维素膜中毛细作用力移动的检测样本中的待测物发生特异性结合反应。其中，质控线用于检查样品是否成功上样，反应是否正常进行，检测线则用于查看检测结果。传统试纸条检测是通过检测线上颜色变化直观显示检测结果，如目测得到定性检测结果或通过比色法得到的半定量检测结果。其依靠显色判断的定性结论或低灵敏度的半定量方案限制了胶体金免疫试纸条检测技术在高精度检测需求领域的应用。且对于某些目标物抗原含量低的样品，由于胶体金试纸条显色检测方案受灵敏度限制可能会造成假阴性的结果，因此，提高其灵敏度，实现定量化检测将是胶体金试纸条检测重要的发展方向。

现有定量检测利用荧光分子发光或酶催化学发光作为检测信号，有着高灵敏、定量检测等优点，但存在修饰过程复杂，制备过程耗时耗力，材料易降解稳定性差等缺陷；以及借助红外热成像仪对试纸条上局部区域热辐射直接测量方案，具有制备过程方便，测量灵敏度较高等优点，但会较大受限于红外摄像机自身灵敏度以及后续降低背景辐射噪声干扰的复杂算法数据处理。因此，研究一种同时具有结构简单、制备操作方便、高灵敏的新型胶体金试纸条定量检测方案仍是亟需解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供一种微纳光纤光栅光热试纸条传感器，本发明的传感器构建过程简单方便，能够实现对胶体金试纸条上目标物低浓度水平的高精度检测，相比于现有的免疫分析定量检测手段更加稳定高效，能够满足实际生物医学检测需求，具有广泛的应用前景。

本发明的第二目的在于提供一种微纳光纤光栅光热试纸条传感器的制备方法；

本发明的第三目的在于提供一种微纳光纤光栅光热试纸条传感器的检测方法；

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种微纳光纤光栅光热试纸条传感器，包括：聚合封装微纳光纤长周期光栅、胶体金试纸条和泵浦激光源；

所述胶体金试纸条上设有试纸条检测线区域；

所述聚合封装微纳光纤长周期光栅与胶体金试纸条上的试纸条检测线区域紧贴并保持平行，所述泵浦激光源的照射位置对准所述试纸条检测线区域；

所述胶体金试纸条用于与待测样品中目标分析物产生免疫反应，所述泵浦激光源用于激励试纸条检测线区域上胶体金产生光热效应；

所述聚合物封装微纳光纤长周期光栅包括输入传导光纤、输入微纳光纤锥区、微纳光纤均匀区、用于构建光栅调制的周期性局部锥区结构、聚合物封装区、输出微纳光纤锥区和输出传导光纤；

所述周期性局部锥区结构以等间隔距离均匀排列在所述微纳光纤均匀区上，所述输入微纳光纤锥区的一端和所述输出微纳光纤锥区的一端分别位于所述微纳光纤均匀区两端，所述输入微纳光纤锥区的另一端与输入传导光纤连接，所述输出微纳光纤锥区的另一端与输出传导光纤连接；