近日,西安光機(jī)所在表面功能化光纖傳感器研究方面取得重要進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)基于通信單模光纖開(kāi)發(fā)出一種免標(biāo)記、高靈敏度、高選擇性的法布里-泊羅(Fabry-Perot)型干涉探針,該探針具有測(cè)試便捷、成本低、溫度穩(wěn)定性高等特點(diǎn),在生物大分子光譜檢測(cè)方面具備廣泛應(yīng)用前景。
膽固醇是細(xì)胞膜、脂蛋白、神經(jīng)細(xì)胞和腦細(xì)胞中的一種重要脂質(zhì)大分子,其濃度與心臟病、高血壓、動(dòng)脈硬化、中風(fēng)等疾病密切相關(guān)。因此,膽固醇水平檢測(cè)備受關(guān)注。與目前常用的電化學(xué)法、酶分析、液相色譜、質(zhì)譜等檢測(cè)方法相比,光纖光譜檢測(cè)方法具有體積小、抗電磁干擾、成本極低、免標(biāo)記等突出特點(diǎn),近年來(lái)在生物化學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域備受關(guān)注。
傳統(tǒng)的光纖光譜檢測(cè)器件(如長(zhǎng)周期光柵、傾斜光柵、表面刻蝕布拉格光柵等)受到制備儀器要求嚴(yán)格、溫度及形變交叉敏感等困擾,在實(shí)用性上有很大局限。
針對(duì)上述問(wèn)題,該團(tuán)隊(duì)成員從光纖干涉理論及光與物質(zhì)的相互作用理論出發(fā),采用單模光纖和光纖插芯制備光纖光譜檢測(cè)器件,通過(guò)范德瓦耳斯力在光纖插芯端面依次貼覆環(huán)氧樹(shù)脂-氧化石墨烯(GO)-β環(huán)狀糊精多層功能膜,基于最外層β環(huán)狀糊精的疏水型空心分子結(jié)構(gòu)與膽固醇的靶向性吸附結(jié)合原理,實(shí)現(xiàn)對(duì)膽固醇分子的高靈敏度光譜濃度檢測(cè),并在尿素、葡萄糖、抗壞血酸、人體血紅蛋白等生化分析領(lǐng)域常見(jiàn)干擾物作用下可以呈現(xiàn)出強(qiáng)選擇性,具備可重復(fù)制備和可重復(fù)檢測(cè)特性,檢出限達(dá)到3.5 M,靈敏度為3.92 nm/mM。
(a)為實(shí)驗(yàn)裝置;(b)、(c)為干涉結(jié)構(gòu)
(a)膽固醇檢測(cè)光譜;(b)參雜/未參雜樣本檢測(cè)波長(zhǎng)的Langmuir擬合;(c)選擇性;(d)器件制備重復(fù)性測(cè)試
該成果為表面功能化光纖器件在生化光譜分析領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的思路和手段。