[发明专利]一种快速检测血清中乳腺癌标志物的微型光纤生物传感器

说明书

本发明涉及一种光纤传感装置，一种快速检测血清中乳腺癌标志物的微型光纤生物传感器，包括微纳光纤干涉仪、生物功能化膜和乳腺癌标志物的抗体；所述的微型光纤生物传感器是在乳腺癌标志物的抗体固定后浸入含有乳腺癌标志物（HER2）样品液中，并将光源打开使得光输入到微型光纤生物传感器，利用微纳光纤干涉仪表面倏逝波对环境变化高灵敏的特性，对乳腺癌标志物（HER2）和乳腺癌标志物的抗体特异性结合引起传感器表面折射率变化，从而快速检测出血清中乳腺癌标志物（HER2）的浓度。

技术领域

本发明涉及一种光纤传感装置，尤其是一种快速检测血清中乳腺癌标志物的光纤传感方法，属于光纤生物传感器领域。

背景技术

乳腺癌是第三大常见癌症，已成为威胁女性健康的常见肿瘤。全球乳腺癌的发病率一直处于上升趋势，给患者和家庭都造成了极大的痛苦，因此降低乳腺癌的死亡率是当前社会亟需解决的重大问题。这就需要对乳腺癌早期病例早发现早治疗，从而减少患者痛苦和提高生存率。前期癌症患者的体液中如血液，血清，尿液等中会出现肿瘤生物标志物的过度表达，只要对乳腺癌标记物含量的检测可以有助于确定某些类型的存在或进展癌症。众所周知，HER2是良好的生物标志物，大约25％-30％的乳腺癌患者伴有HER2的过度表达。乳腺癌标志物检测常用到荧光标记或染色标记，这样提供极高的灵敏度甚至单分子水平，但是存在成本高，程序复杂性和标记影响生物分子本身性质等缺陷。因此，开发研究一种快速检测血清中乳腺癌标志物的微型光纤传感器，提升非损伤途径早期乳腺癌诊断的“准确性”和“可实现性”。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何克服上述现有技术的缺点与不足，构建一种快速检测血清中乳腺癌标志物的微型光纤生物传感器，该传感器采用微纳光纤干涉仪作为倏逝波探测的界面，并在该界面上修饰识别元件作为特异性检测的有效载体。本发明不仅免标记、低成本，而且利用光纤探针体积小特点，可实现快速检测血清中生物标志物。

本发明所采用的技术方案是：一种快速检测血清中乳腺癌标志物的微型光纤生物传感器，包括微纳光纤干涉仪、生物功能化膜和乳腺癌标志物的抗体；所述微纳光纤干涉仪结构由微纳光纤过渡区和均匀区组成；所述生物功能化膜是通过共价键作用连接光纤和乳腺癌抗体，具有桥梁作用；所述乳腺癌标志物的抗体作为识别分子，通过生物功能化膜固定到光纤表面上；所述的微型光纤生物传感器是在乳腺癌标志物的抗体固定后浸入含有乳腺癌标志物(HER2)样品液中，并将光源打开使得光输入到微型光纤生物传感器，利用微纳光纤干涉仪表面倏逝波对环境变化高灵敏的特性，对乳腺癌标志物(HER2)和乳腺癌标志物的抗体特异性结合引起传感器表面折射率变化，从而快速检测出血清中乳腺癌标志物(HER2)的浓度。

进一步的，所述微纳光纤干涉仪通过将光敏光纤通过高温火焰拉制而成。

进一步的，所述微纳光纤干涉仪的均匀区直径为5-7μm。

进一步的，所述光源为1250-1650nm波段的宽带光源。

由于微纳光纤干涉仪的大倏逝场特性提供高灵敏地感知外界环境的变化。微纳光纤干涉仪由中间直径均匀的束腰区域和两个锥形过渡区域构成，一个锥形过渡区域激发的基模和高阶模在束腰区域传播，与另一个锥形过渡区域耦合，由于基模和高阶模传输系数不同，在满足干涉条件下才形成干涉条纹。干涉总强度为

I_co和I_cl分别为第一基模HE₁₁和第二基模HE₁₂高阶模的强度。φ是两个干涉模式之间的相位差。

微纳光纤干涉仪感知外界环境的灵敏度公式为