应用光纤生物传感器测量肿瘤的自体荧光光谱

光纤生物传感器是现代生物传感技术中的一个非常重要的类别。当前,许多以荧光检测为手段的光纤生物传感器已经商品化了,但几乎都是依靠检测荧光指示剂的光强来获取生物信息,而直接利用生物样品的自体荧光光谱来获取生物信息的光纤传感系统却还未上市。利用自行研发的一套三维荧光光谱光纤传感系统对新鲜的人体乳腺组织切片进行了研究,实验结果表明乳腺癌变组织与正常组织的自体荧光光谱的峰位和峰强比值存在明显区别,这是因为癌变组织的生化成分发生了根本改变。尽管其间的规律还需进一步探索,但可以展望,自体荧光光谱技术与光纤生物传感技术的结合有潜力成为人体恶性肿瘤在线原位诊断的有利工具。

光纤免疫生物传感器的探针设计

对免疫型光纤生物传感器的关键部件———光纤探针对荧光的激发及收集效率进行了分析 ,提出了激发光在光纤探针中所经过的传输路径的一种新的图解方法。针对消逝场激发荧光的特点 ,分析了锥型光纤探针中最小入射角与临界角之差和探针锥型部分长度的关系曲线 ,以便最大限度地激发荧光信号 ,同时又能够避免由于透射到样品溶液的激发光对溶液中的荧光分子激发所引起的虚假信号。以上述分析为基础给出了探针的优化设计方法并分析了应用实例。

光纤与生物分子界面上固定FITC标记抗体的荧光光谱

采用化学方法把FITC标记羊抗人抗体IgG共价固定到三氨基三乙氧基硅烷和戊二醛(APTES-Glu)修饰的石英光纤纤芯表面。通过研究未经过任何修饰的纤芯表面的吸附以及共价固定的FITC标记羊抗人抗体的荧光光谱性质发现:共价结合到纤芯表面的FITC荧光光谱相对于溶液中FITC的荧光峰位红移约9nm,而物理吸附的FITC的荧光峰位移动约4nm,而且两者相对荧光强度相差6倍。而在固定的人血清蛋白进行免疫反应后,FITC的荧光峰位只移动3～4nm,除此之外,研究了抗体共价键固定的稳定性问题。结果表明:共价键结合抗体的数量要大于表面吸附,共价键固定的FITC标记羊抗人抗体与光纤表面间的相互作用较吸附于光纤表面的FITC标记羊抗人抗体间的相互作用更强。这对于建立一种通过荧光光谱识别固体表面与生物分子的吸附还是共价结合的判据提供了物理基础。

基于荧光猝灭原理的胆固醇光纤生物传感器的研制

以荧光猝灭原理为基础 ,以钌Ⅱ 邻菲咯啉为荧光试剂制备荧光薄膜 ,以醋酸纤维素为胆固醇氧化酶固定化载体 ,研制了胆固醇光纤生物传感器。利用相移法原理 ,采用锁相放大技术 ,实现了对胆固醇溶液中溶解氧和胆固醇含量的检测。该传感器具有较高的灵敏度 ,快的响应时间和较好的稳定性。

新型脱氧核糖核酸光纤生物传感器的研制及其性能评价

研制了一种新型脱氧核糖核酸(DNA)光纤生物传感器,以带尾纤的脉冲半导体激光器为激发光源,结合流动进样系统,能够快速方便地对光纤传感器表面发生的DNA杂交反应进行测定。研究表明:通过链霉亲和素/生物素作用修饰到传感器表面的DNA探针对Dylight680荧光标记的完全互补DNA有良好的响应,而对非互补的DNA基本没有响应。系统检测灵敏度可达到4.5×10-10mol/L;线性范围为1×10-9～3×10-8mol/L。光纤传感器具有良好的再生性能。

用于检测胆碱的光纤生物传感器

目的:研制一种基于荧光淬灭原理的,快速准确检测胆碱含量的光纤生物传感器。方法:利用钌(Ⅱ)-联吡啶配合物作为氧指示剂,在胆碱氧化酶的作用下胆碱产生的氧气可以淬灭其产生的荧光,从而可以通过荧光强度的变化检测胆碱的含量。结果:该传感器的检测下限为1×10-9mol/L,响应时间T≤10s,并具有较强的抗干扰能力。结论:该传感器可以快速准确检测胆碱含量,且灵敏度高,响应时间快,信噪比高,可重复性和稳定性好,使用安全,操作简便,便于仪器的机械化、集成化和商品化。

用于荧光免疫光纤生物传感器中信号分析的理论模型

利用多层介质中偶极子辐射理论,得到了荧光免疫光纤生物传感器的初始荧光分布.在此基础上,利用几何光波导理论给出了荧光信号在光纤探针中的传输模型.通过定义光纤探针的耦合效率、传输效率、收集效率和有效收集效率等概念,实现了对基于倏逝波激发的荧光免疫光纤生物传感器系统中荧光信号的跟踪分析.并建立了理论模型,可用于该类传感器系统的优化设计.

邻苯二甲酸酯类污染物雌激素结合活性筛查

以倏逝波光纤荧光生物传感器为平台,以邻苯二甲酸酯类(PAEs)污染物为靶标,优化了基于受体作用理论的生物传感分析技术,实现了PAEs雌激素结合活性的定性筛查。对7种典型邻苯二甲酸酯的雌激素结合活性测试结果为BBP>DBP>DIPP,其他4种物质几乎无雌激素结合活性,结果与文献广泛报道结论相一致,验证了所建立方法的准确性。在最优测试条件下,光纤传感界面可再生300次以上,为雌激素活性污染物的筛查提供了一种低成本、自动化方法。

光纤倏逝波生物传感器及其研究进展

作为生物传感器的一个重要类型,光纤倏逝波生物传感器有独特的特点和优势。其系统构成包括光学系统、流路系统和电子系统。光纤材料可以是光学玻璃、硅和聚苯乙烯等。固定生物分子的方法有物理吸附、共价结合、通过中间媒介连接等。生物分子结合的方式有直接法、竞争法和夹心法。对光纤倏逝波生物传感器的系统组成、光纤材料、固定生物分子的方法及生物分子结合的方式进行了简要介绍,就其所面临的一些问题和发展趋势进行了探讨。

时间分辨荧光光纤生物传感器的研制及应用

首次研制了一种完全利用光纤实现光耦合及传输的时间分辨荧光光纤生物传感器。该传感器以镧系离子 (铕离子 )作为被检测物质的荧光标记物 ,根据铕离子的荧光特性 ,利用时间分辨检测技术进行生物医学检测。光学部分采用光纤耦合器和石英光纤作生物样品激发光的传导光学元件 ,生物样品受激发产生的荧光也同样由光纤耦合器及光纤收集和传导 ,实现了该传感器的紧凑性和小型化 ,提高了检测灵敏度。经性能测试 ,该仪器不稳定性小于 2 .3 %,重复测量的互相关高达 99.9%。测铕离子标准液的检测限为 7.3× 1 0 - 1 0 g/ L,达到国外有关文献报道的水平。

免疫型光纤倏逝波生物传感器的研究与发展

介绍了基于倏逝波激发的荧光免疫型光纤生物传感器的基本原理,针对其中应用的各种方法进行了分析。基于倏逝波激发的荧光免疫型光纤生物传感器的免疫检测方法、探头发展和系统结构发展,对国内外的最新产品和技术及其应用情况进行了介绍和概述,并结合新技术的出现和系统整体结构的演变趋势对免疫型倏逝波光纤生物传感器的发展进行了展望。

基于空气悬浮芯微结构光纤的高灵敏度荧光检测系统

当空心微结构光纤纤芯的尺寸和波长相近时,光在纤芯中的传输大大增强,并会在纤芯周围产生很强的倏逝场。报道了一种新型的纤芯直径仅为2μm的空气悬浮芯微结构光纤,该光纤通过薄片堆积法拉制而成,具有大倏逝场和微米级孔径的单元结构,在532nm波长处的损耗为0.16dB/cm,非常适合用于生化物质的传感探测。以该光纤作为传感探针,结合激光技术搭建了一套简易的荧光光谱探测系统,使用此系统对纳升量级的生物荧光标记材料CdTe/CdS/ZnS量子点进行荧光探测分析。利用该系统可探测荧光量子点的极限约为1nmol/L,相当于3.78×107个量子点,实现了高灵敏度、快速探测。基于空气悬浮芯微结构光纤的荧光检测系统为量子点标记的生物材料的灵敏检测提供了新的方法和思路。