[发明专利]基于β-CD的反射式光纤胆固醇传感器及其制备方法

说明书

本发明公开了基于β‑CD的反射式光纤胆固醇传感器及其制备方法，属于光纤传感技术领域。光纤传感器结构为反射式，其中长为0.8‑1.2cm的光纤区域及其端面被涂敷金膜，随后传感区域依次被涂敷巯基十一烷酸以及β‑CD用以测量胆固醇浓度。本发明公开的基于β‑CD的胆固醇传感器拥有传统光纤传感器的耐腐蚀、耐高温、不受电磁干扰等特点，其不仅结构简单、制作简易、成本低廉、材料绿色而且有着较高的灵敏度，实现了胆固醇浓度的低成本与高灵敏度检测。

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，涉及一种基于β-CD的反射式光纤胆固醇传感器及其制作方法。

背景技术

胆固醇是细胞膜和脂蛋白中重要的脂质分子，胆固醇的异常水平会导致人类的多种疾病，例如心脑血管疾病，对人类健康构成威胁[J.F.Viles-Gonzalez,V.Fuster,J.J.Badimon.Atherothrombosis:A widespread disease with unpredictable andlife-threatening consequences.European Heart Journal.25(2004)1197-1207.]。传统的胆固醇检测方法有经典的化学方法、酶分析法、气相色谱、液相色谱法和质谱法[H.Hidaka,N.Han,M.Sugano,et al.Analysis of human serum lipoprotein lipidcomposition using MALDI-TOF mass spectrometry.Annals of Clinical andLaboratory Science.37(2007)213-221.]。这些方法有些步骤过于复杂，有些需要昂贵的设备和广泛的样品预处理。光纤传感器检测检测的一个重要方向，与传统检测方法相比具有高灵敏度，响应快速，不受电磁干扰，长距离传感等优点，克服了传统检测的局限性[J.Huang,P.Zhang,M.S.Li,et al.Complex of hydrogel with magnetic immobilizedGOD for temperature controlling fiber optic glucose sensor.BiochemicalEngineering Journal.114(2016)262-267.]。常见的光纤胆固醇传感器是在传感区域固定胆固醇氧化酶实现胆固醇检测的[J.Huang,Y.Liu,P.Zhang.A temperature triggeredfiber optic biosensor based on hydrogel-magnetic immobilized enzyme complexfor sequential determination of cholesterol and glucose.BiochemicalEngineering Journal.125(2017)123-128.]。但是这种传感器灵敏度较低，而且胆固醇氧化酶价格昂贵，用胆固醇氧化酶做敏感物质的光纤传感器不利于量产，另外胆固醇氧化酶活性容易受待测溶液PH和温度的影响，也是其缺点之一。

发明内容

本发明的目的在于克服目前胆固醇检测传感器的不足之处，提出了一种制备工艺简单、低成本、结构稳定、绿色的用于胆固醇浓度检测的光纤SPR传感器。

具体的技术方案为：

一种基于β-CD的反射式光纤胆固醇传感器，包括含有塑料包层的光纤部分与去除塑料包层的传感区域；含有塑料包层的光纤从内到外的结构为纤芯、塑料包层；传感区域内部为纤芯外镀金膜，金膜外接枝巯基十一烷酸，巯基十一烷酸接枝β-CD；其中传感区域长度为0.8～1.2cm，纤芯外涂敷金膜厚度为40～60nm，检测胆固醇的敏感物质为β-CD。

采用上述的基于β-CD的反射式光纤胆固醇传感器的制备方法，包括步骤如下：

步骤1，截取一段光纤，两端磨平，之后将其中一端的塑料包层去除0.8～1.2cm长度，擦拭干净，之后用离子溅射仪对去除塑料包层一端纤芯涂敷金膜；镀制金膜结束后，放在无水乙醇与纯水中交替浸泡，并干燥，以保证传感区域清洁；