[发明专利]一种快速检测新型冠状病毒SARS-CoV-2的光纤传感器

说明书

用于检测新型冠状病毒SARS‑CoV‑2的光纤传感器，包括：光纤探针、信号放大探针及传感器平台。该传感器可开发直接分析法及夹心法，两者都可用于检测SARS‑CoV‑2。本发明改造靶向SARS‑CoV‑2的N蛋白的核酸适配体，设计了T形核酸适配体，大幅提高光纤探针捕获N蛋白的效率。将T形核酸适配体固定在光纤表面，即可开发直接分析法。将制备金/银纳米球‑核酸适配体（Au/AgNPs‑apt）用于放大传感器信号，即可开发夹心法，用于高灵敏检测SARS‑CoV‑2。夹心法存在双核酸适配体，可用于增强检测的特异性。本发明夹心法具有高特异性、高灵敏度和检测速度快的优势，是对新冠病毒核酸检测的有效补充。

技术领域

本发明涉及光纤传感器技术领域，具体涉及用于检测新型冠状病毒SARS-CoV-2的光纤局域表面等离子体的制备与应用。

背景技术

新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情在世界范围爆发，严重危害人类健康，并对公共卫生安全造成重大影响。虽然COVID-19的死亡率低于严重急性呼吸综合征（SARS）和中东呼吸综合征（MERS），但是其具有极强的传染性。COVID-19主要以呼吸道飞沫传播为主，以人传人途径进行传播。COVID-19是由新型冠状病毒（SARS-CoV-2）引发的疾病。SARS-CoV-2是一种RNA病毒，主要由S蛋白、N蛋白、刺突蛋白以及RNA构成。这种病毒在冷藏或冷冻食品表面具有很强的稳定性，同时还具备感染性。近来，我国研究人员发现COVID-19还可以间接通过冷链食品进行传播。为确保食品安全，切断传播途径，开发一种简单、快速、高灵敏的诊断冷链食品表面SARS-CoV-2的分析方法是迫切需要的。

当前，研究人员已经开发了多种SARS-CoV-2的诊断方法，主要包括实时荧光定量PCR（qPCR）、免疫试纸条和酶联免疫吸附法（ELISA）等。尽管qPCR作为COVID-19检测的金标准，但是其在实际应用中依然存在不足，包括昂贵的仪器、耗时的分析和繁琐的RNA前处理步骤。免疫试纸条是一种快速的检测方法，通过分析患者体内免疫球蛋白Ig G和Ig M。ELISA也是基于血清中Ig G和Ig M而开发的分析方法。然而，冷链食品表面没有免疫球蛋白Ig G和Ig M。因此，开发一种快速、简便的SARS-CoV-2的直接分析方法，能应用于冷链食品的现场快速分析，对于保证食品安全具有重要的意义。

光纤局域表面等离子体共振（LSPR）传感器是一种实时无标记分析技术。这种传感器具有光路简单、易于集成和小型化的优势。与U形和直形光纤比较，Ω形光纤具有更高的折光灵敏度。以此建立的Ω形光纤LSPR传感器能实现食品表面SARS-CoV-2的灵敏和快速分析，有望成为核酸分析的有益补充。

发明内容

为克服现有技术的检测耗时的问题，本发明的目的是提供用于直接分析SARS-CoV-2的Ω形光纤传感器、传感器的制备方法及应用，实现冷链食品表面的SARS-CoV-2分析。本发明直接分析SARS-CoV-2特异性蛋白。与基于病毒RNA分析的方法比较，本方法不需要额外的样品前处理，可直接进行检测分析。本发明构建的Ω形光纤折光灵敏高，以此构建的光纤传感器在现场、快速和高灵敏检测等方面具有鲜明的特点。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明提供了一种Ω形局域表面等离子体共振光纤传感器，所述的传感器可实现两种模式检测分析方法：直接分析法和夹心法。直接分析法包括Ω形光纤探针和光纤传感器平台，夹心法包括Ω形光纤探针、信号放大探针和光纤传感器平台。所述的Ω形光纤探针包含Ω形光纤、纳米金和T形核酸适配体；所述的信号放大探针包含核壳结构Au/AgNPs-apt纳米颗粒。所述的光纤传感器平台包括光源、连续光谱仪、软件和光学连接部件；