[发明专利]一种光纤生物传感器及其在均相化学发光生物检测中的应用

说明书

本发明公开了一种光纤生物传感器，该光纤传感器表面同时修饰生物识别分子和化学发光底物，能应用于均相化学发光生物检测。本发明还公开了一种均相化学发光生物检测方法，该方法通过使用所述的光纤生物传感器，同时控制化学发光的底物浓度和反应速度，从发光信号产生的时间上区分特异性和非特异性检测信号，从而避免了非特异性信号的干扰，提高了均相检测的准确性和灵敏性。

技术领域

本发明属于生化分析领域，涉及一种光纤生物传感器，本发明还涉及该传感器在均相化学发光生物检测中的应用。

背景技术

化学发光法具有较高的灵敏度和较宽的线性范围，在分析测试领域应用广泛。尤其是化学发光生物传感器，兼具化学发光的高灵敏度和生物识别反应的高特异性，尤其适合复杂样品中痕量目标物的定量分析，相比于其它光学生物传感器，其设备简单，无需激发光源、光谱仪等部件，有效降低了仪器的复杂性和成本。

均相测定是一种无需进行分离的分析方式，反应后直接对发光信号进行测定，该方法不仅降低了操作的复杂性，缩短了检测时间，而且还能减少多步洗涤所造成累积误差。但是，现有的均相化学发光测定存在反应速率可控性差、反应体系中的非特异检测信号干扰大、试剂稳定性差及成本高等缺点。为此，申请人为了解决上述问题，发明了一种基于底物浓度控制的时间分辨均相化学发光生化分析方法，该方法已在本专利申请的同日提出了另一项中国专利申请，专利名称为“一种底物浓度控制型时间分辨均相化学发光生化分析方法”。

上述方法的原理是：根据化学反应动力学，化学发光强度取决于催化剂和发光底物的浓度，而催化剂不会被消耗，发光底物不断被消耗，通过控制发光底物的量，即可产生闪光(底物不足，迅速被消耗)，或持续发光(底物足量，持续消耗)。反应体系中，由于免疫复合物中的发光底物周围微环境内的催化剂浓度远高于溶液本体，当引入足量的触发剂，复合物中的发光底物迅速反应并被耗尽，产生一个闪光信号，而溶液本体中游离的发光底物其周围微环境内催化剂的浓度低，因此反应速率较慢，产生一个滞后的非特异性信号。因此可通过控制发光底物的量从时间上将特异性信号和干扰信号分辨开来，达到均相检测的目的。该方法有效地减少了反应体系中非特异信号的干扰，提高了检测的准确性和灵敏性。

不同于传统的生物传感器，光纤传感器兼具生物识别、分离富集、信号传导于一体，不仅最大程度地发挥了均相化学发光的优势，更使得操作简单化、设备便携化，加之光纤的抗干扰力极强，尤其适合现场操作。例如发明人前期曾研发了一种在光纤表面结合完全抗原的化学发光光纤免疫传感器(CN 109596604 A)，可用于兽药残留的检测。

本发明将底物浓度控制型时间分辨均相化学发光生化分析方法与光纤传感器相结合，从而为食品安全、疾病诊断、环境监测提供一种更有效的工具。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种光纤生物传感器，该传感器中光纤的表面通过同时修饰生物识别分子和化学发光底物，从而能在均相化学发光生物检测中得到更好地应用。

本发明的第二个目的是提供一种均相化学发光生物检测方法，该方法通过使用所述的光纤生物传感器，同时控制化学发光的底物浓度和反应速度，从发光信号产生的时间上区分特异性和非特异性检测信号，从而避免反应体系的干扰，提高均相检测的准确性和灵敏性。

为实现第一个目的，本发明采用了以下技术方案：

一种光纤生物传感器，它是按包括以下步骤的方法构建的：

1)将光纤切成小段，刮去一端的亚克力保护层并除去二氧化硅涂覆层，用NaOH溶液和水冲洗后氮气吹干，然后用NaOH溶液浸泡处理，以活化光纤表面的硅羟基，用水和乙醇冲洗后氮气吹干；

2)将步骤1)处理后的纤芯部分用含有硅烷化试剂的乙醇溶液浸泡，以向光纤表面引入环氧基；