[实用新型]光纤免疫传感器及用于免疫性疾病检测的检测装置

说明书

本实用新型提供了光纤免疫传感器，包括光纤、激发金属膜、分子自组装层和单克隆抗体层；激发金属膜沉积于光纤侧边的凹槽的底壁上；分子自组装层自组装于激发金属膜上；单克隆抗体层涂于分子自组装层上。还提供了用于免疫性疾病检测的检测装置，包括依次连接的宽带光源、光纤免疫传感器、光纤光谱仪和终端。将光纤应用到SPR生物传感器，能够通过特异性免疫反应对免疫疾病标志物—抗原进行定量检测，集成了光纤传感技术的实时、准确、轻巧、抗干扰能力强和可联网的优势及SPR传感技术的无需标记和灵敏度高的优势，能高灵敏度、实时及便捷地进行免疫疾病标志物检测；分子自组装层既能够保护激发金属膜，又能提高单克隆抗体的组装效率。

技术领域

本实用新型属于免疫疾病检测技术领域，更具体地说，是涉及光纤免疫传感器及用于免疫性疾病检测的检测装置。

背景技术

肿瘤的早期诊断是挽救患者生命的关键。

现有的肿瘤诊断技术中，除临床征象及影像学手段外，肿瘤标志物检测法日益被人们重视。肿瘤标志物是由肿瘤微环境基质细胞及肿瘤细胞分泌的化学物质，存在于细胞、组织、体液中，可通过化学或免疫反应的方法进行定量检测。通常，肿瘤生长越旺盛，肿瘤标志物浓度水平越高；反之，当肿瘤生长被压制时，其浓度表达减少。检测肿瘤标志物能比CT、MRI等影像学手段更早地发现肿瘤病灶，是早期诊断不可或缺的方法。

然而，通过检测单项标志物进行早期肿瘤诊断还存在以下弱点：其一，某些肿瘤血清标志物在早期的浓度并无大变化，到中晚期才有明显升高；其二，标志物浓度升高与肿瘤的必然相关性存在局限，其升高并不一定代表癌症的发生或复发；其三，一项肿瘤标志物的升高会发生在多种肿瘤疾病中，还需要进一步进行针对性的检查。肿瘤早期诊断为标志物检测提出了新的要求：其一，选择灵敏度、特异性更高的肿瘤标志物，即该标志物在某种肿瘤早期就有明显的上调表达；其二，不断完善检测手段，提高传感器灵敏度、准确性、检测极限，并能够灵活地对血清标志物进行实时、动态的监测。

间皮素(mesothelin)是存在于腹膜、胸膜和心包体腔间皮衬里细胞表面上的糖蛋白，是早期胰腺癌患者血液和尿液中常有的一种生物指标。此外，间皮素在若干种肿瘤中有表达，例如，间皮素表达于所有卵巢癌的约占70％、乳头状浆液性腺癌的约占82％、所有胰腺癌的约占83％和所有胰腺导管腺癌的约占86％。间皮素成为胰腺癌等恶性肿瘤检测的高特异性新型标志物。

无危害、无需标记的免疫生物传感技术是国际上逐渐发展起来的新检测技术，表面等离子体共振(SPR：Surface Plasmon Resonance)生物传感器就是其中之一。无需标记的SPR传感器的优越性在于：其一，检测方法简单，无需对待测物进行标记，省时省力，可无损地对免疫反应进行实时、动态的监测；其二，检测信号直接来自免疫反应，实时记录反应的结合与解析过程，有助于研究抗体-抗原分子间的相互作用，为动态研究复杂反应机理提供新的可能。但现有的表面等离子体共振(SPR)检测设备，如通用电气公司BIAcore系列SPR检测设备，以光学棱镜(而非光纤)为光耦合介质，体积庞大、造价昂贵，其推广应用受到限制。

光纤传感技术为小型化、高灵敏度、实时的快速检测应用提供了一种有效途径。光纤传感以光为检测信号，以光纤为传输介质，利用传输光的振幅、波长、偏振态等参量受外界变量的影响，实现对外界因素的实时探测，具有高灵敏度、快速、抗电磁干扰力强、可进行远程监测等显著优点。结合光纤传感技术与表面等离子体共振检测技术的优势，研制出轻巧、柔韧、高灵敏度、响应迅速的光纤SPR传感器，是实现无标记、无损害、实时动态检测的优选方案，并可进一步适用于远程监测。

2014年，美国人Jack Andraka发明了一种检测间皮素的“癌症试纸”(WO2013172866A2)用于胰腺癌的早期筛查，其灵敏度、响应速度相对于现有的常规肿瘤检测技术显著提高。该“癌症试纸”将间皮素抗体通过碳纳米管固定在滤纸上，当间皮素抗原与其抗体结合发生特异性免疫反应，碳纳米管的导电率将发生改变，通过检测电信号即可间接反应间皮素浓度的变化；但该测癌试纸的导电性可能受其它非检测对象的因素影响，从而影响真实间皮素测试的准确性。