[发明专利]一种基于超薄光纤微流激光器的高灵敏度免疫分析装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于超薄光纤微流激光器的高灵敏度免疫分析装置及方法，属于传感技术领域。该高灵敏度免疫分析装置包括脉冲激光器、衰减片、分束器、脉冲能量计、柱面透镜、超薄光纤微流激光器、收集透镜、收集光纤、光谱分析仪。其中超薄光纤微流激光器通过在单模光纤表面交联streptavidin‑cy3分子和捕获抗体实现。其中streptavidin‑cy3分子作为超薄光纤微流激光器的增益介质，抗原捕获抗原实现抗原浓度的检测。抗原与捕获抗体的结合使得streptavidin‑cy3分子还可通过检测抗体连接到光纤表面，最终使光纤表面总的streptavidin‑cy3分子与抗原浓度正相关。光纤表面支持回音壁模式，可以为激光产生提供光反馈。通过探测超薄光纤微流激光器的激光输出可实现抗原浓度的高灵敏度免疫分析。

技术领域

本发明属于传感技术领域，具体涉及一种基于超薄光纤微流激光器的高灵敏度免疫分析装置。

背景技术

免疫分析方法利用抗原抗体反应对抗原进行定量检测，在生物检测、疾病诊断等领域具有广泛的应用。传统在免疫分析中，待测抗原与抗体反应形成抗原-抗体复合物，并通过探测反应物的荧光强度、吸光度、电化学信号的变化实现抗原的定量分析。但是，传统免疫检测很难实现一次性、高灵敏度的免疫分析。

光纤微流激光器由于微腔增强了光和物质相互作用，其激光输出信号很灵敏地反应了微腔内部分子的细微变化。同时，由于光纤在拉制过程中尺寸得到了很好的控制，可作为微腔一次性使用。传统光纤微流激光器由于具有宏观体积的增益介质，大量的增益介质分子均参与激光发射。由于激光输出具有非线性，较少的增益介质分子数目有利于光纤微流激光器传感灵敏度的提升。

发明内容

针对传统免疫分析中存在的问题，本发明利用光纤实现了超薄光纤微流激光器，并利用其实现了可一次性使用、高灵敏度的免疫分析。

本发明具体采用如下技术方案：

一种基于超薄光纤微流激光器的高灵敏度免疫分析装置，该装置包括脉冲激光器(1)、衰减片(2)、分束器(3)、脉冲能量计(4)、柱面透镜(5)、超薄光纤微流激光器(6)、收集透镜(7)、收集光纤(8)、光谱分析仪(9)、位移台；光纤轴向的位移通过位移台精确控制；脉冲激光器出射的激光经过衰减片衰减，经分束器分束后，一路入射到脉冲能量计上用于实现脉冲能量的实时检测，另一路经柱面透镜汇聚成线状光斑，垂直照射于超薄光纤微流激光器表面；收集透镜位于超薄光纤微流激光器正上方，用于将出射的激光信号耦合入收集光纤；收集光纤连接收集透镜和光谱分析仪，将激光信号送入光谱分析仪进行分析；

所述超薄光纤微流激光器通过在单模光纤表面交联捕获抗体和streptavidin-cy3分子实现；通过光纤表面的捕获抗体捕获溶液中的待测抗原，并使光纤表面的streptavidin-cy3分子数目与抗原浓度正相关；光纤表面交联的streptavidin-cy3分子作为光纤微流激光器的增益介质；光纤表面支持回音壁模式，为激光输出提供光反馈；

所述超薄光纤微流激光器使用单模光纤作为谐振腔，捕获抗体固相于光纤表面实现对抗原的检测，固相于光纤表面的亚分子层量级厚度的streptavidin-cy3分子薄膜为增益介质；光纤表面总的streptavidin-cy3分子数一部分直接固相于光纤表面，为超薄光纤微流激光器提供预偏置使之满足激光阈值条件，另一部分来自于捕获抗体结合抗原，通过cy3标记的检测抗体固相于光纤表面；光纤总的streptavidin-cy3分子数影响最终激光输出强度并与抗原浓度正相关。因此，通过测量超薄光纤微流激光器输出激光强度可实现抗原浓度的检测。

进一步的，所述超薄光纤微流激光器的光纤尺寸为80μm-150μm。

所述超薄光纤微流激光器的应用于标记物alpha-synuclein的检测方法包括以下步骤：

步骤1：超薄光纤微流激光器制作；