[实用新型]一种基于纳米金球修饰锥形光纤检测链霉亲和素浓度的光纤传感系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及链霉亲和素检测技术、锥形光纤传感技术。利用锥形光纤周围倏逝场激发纳米金球局域等离子共振效应大大提高了光纤传感器对外界浓度的灵敏度，并在纳米金球上附着敏感材料生物素，实现了对链霉亲和素的特异性检测。本实用新型具有结构简单、制作方便、灵敏度高、快速简便、成本低、能进行直接实时检测，应用前景广阔等诸多优点，它属于光纤生物传感领域。

背景技术

链霉亲和素是一种抗生物素蛋白，这种物质对生物素有极强的亲和性。一个链霉亲和素分子会特异性地偶联四个生物素分子，从而阻止人体对生物素的吸收。而生物素对人体健康起到重要作用，它在细胞生长、脂肪酸产生、脂肪和氨基酸代谢过程中都扮演着不可或缺的重要角色。目前，链霉亲和素的检测方法主要有分光光度计检测法、放射免疫检测、酶联免疫吸附测定法等。其中分光光度计检测法受环境的影响较大，容易产生误差，且检测成本较高，所需试剂较多，明显有众多的不便之处；放射免疫检测中放射性同位素对人身体损伤大；酶联免疫吸附测定法步骤复杂，涉及用于标记的酶，不同种类的标记酶试验效果又有所不同，如何选去适宜的标记酶，以及实验步奏繁多耗时长等增加了试验的难度，不适宜应用于生物学临床诊断。这一些缺点大大限制了链霉亲和素在免疫学上的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述问题，满足人们的需求，提出一种基于纳米金球修饰锥形光纤检测链霉亲和素浓度的光纤传感系统。与其它光纤传感系统相比，其具有结构简单、制作方便、灵敏度高、快速简便、成本低、能进行直接实时检测，应用前景广阔等诸多优点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于纳米金球修饰锥形光纤检测链霉亲和素浓度的光纤传感系统，由宽带光源、锥形光纤和光谱仪构成；本实验新型先使用硅烷偶联剂将纳米金球修饰在锥形光纤腰部包层上，利用锥形光纤周围的倏逝场激发纳米金球局域等离子共振效应大大提高了光纤传感的灵敏度，并在纳米金球上附着敏感材料生物素，而后不同浓度的链霉亲和素溶液作用在生物素膜上时，从宽带光源出来的光经锥形光纤输送至光谱仪检测到的透射干涉波强度会发生移动，通过检测透射波干涉强度就可以达到测定链霉亲和素浓度的目的。

本实用新型所述的宽带光源的波长段为1400nm-1650nm，能够包含在锥形光纤中发生干涉所产生的特征峰强度值，光谱分辨率为0.01nm。

本实用新型所述的锥形光纤为纤芯直径为8μm、包层直径为125μm的普通单模光纤。

本实用新型所述的锥形光纤腰部包层上用硅烷偶联剂修饰纳米金球并吸附生物素膜组成锥形光纤腰部敏感单元，而生物素与待测的链霉亲和素具有特异性吸附能力，因此可以用来测定不同浓度的链霉亲和素溶液。

本实用新型所具有的特点优势为：1.所有仪器材料都很普遍，结构简单，制造方便，链霉亲和素不用荧光标记物标记，实验过程没有涉及危险药品，安全。2.腰部修饰纳米金球后的锥形光纤，灵敏度大大提高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中纳米金球修饰锥形光纤腰部包层并吸附生物素示意图；

图3为本实用新型实验结果图。

具体实施方式

如图1所示，它是本实用新型的结构示意图由宽带光源(1)、锥形光纤(2)和光谱仪(3)构成；宽带光源(1)发出的光通过锥形光纤(2)入射到光谱仪(3)上进行透射干涉光谱检测，将配置好的链霉亲和素溶液按浓度从低到高的顺序依次作用在锥形光纤(2)腰部敏感单元(4)上，可以从光谱仪(3)探测到干涉波强度的移动，通过检测波强度就可以测定链霉亲和素溶液的浓度。

如图2所示，纳米金球修饰锥形光纤腰部包层并吸附生物素示意图，首先将锥形光纤(2)浸入3-巯丙基三甲氧基硅烷中创建纳米金球镀层，之后在胶体金溶液中通过强大的硫金共价键在包层表面将纳米金球固定在γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基上。完成锥形光纤(2)表面敏感单元(4)的修饰后，将修饰后的敏感单元(4)浸入11-巯基十一烷酸乙醇溶液中在表面上形成羧基。用乙醇和PBS缓冲液彻底冲洗后，将光纤浸入混合N-羟基硫代琥珀酰亚胺的PBS缓冲液中以激活11-巯基十一烷酸乙醇的羧基再吸附生物素。当不同浓度的链霉亲和素溶液作用在锥形光纤(2)的敏感单元(4)时，由于链霉亲和素和生物素特异性吸附强的特点，会直接导致外界折射率的改变，从而使透射谱的干涉波强度发生变化，每一个强度针对了一个链霉亲和素的浓度，从而可以达到测定的目的。