基于Fabry-Perot干扰仪的光纤免疫传感器用于单分子生物标记物的检测
Haiming Qiu1, Yong Yao2, Yongkang Dong3
1Department of Electronic and Information Engineering, Harbin Institute of Technology, Shenzhen, 518055, China; Zhengzhou Research Institute of Harbin Institute of Technology, Zhengzhou, 450000, China.
Biosensors & bioelectronics
|April 3, 2024
概括
这项研究引入了一种新的光纤免疫传感器,用于在单分子水平上检测孕释放 (ProGRP),这对于早期癌症诊断至关重要. 创新的设计显著提高了超低生物标志物检测的灵敏度.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 光电学是指光电子产品.
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 早期癌症诊断依赖于在超低度下检测生物标志物.
- 现有的免疫传感器在灵敏度和单分子检测能力方面存在局限性.
- 光纤传感器为高灵敏度生物标志物检测提供了潜力.
研究的目的:
- 开发和演示一种新的光纤免疫传感器,用于单分子检测孕释放 (ProGRP).
- 为了研究高阶波维尼尔效应 (HVE) 和金纳米粒子-石墨烯氧化物 (AuNP@GO) 纳米接口的有效性,以提高灵敏度.
- 为早期癌症诊断建立超低度生物标志物检测的新平台.
主要方法:
- 使用侧抛光的D形空心光子晶体纤维 (HCPCF) 制造光纤Fabry-Perot干扰仪 (FPI).
- 用AuNP@GO纳米界面对HCPCF表面进行修改,以增强折射率 (RI) 调制.
- 利用级联的FPI结构来诱导高阶波维尼尔效应 (HVE) 来进行信号放大.
- 用抗ProGRP抗体进行功能化,用于选择性检测ProGRP.
主要成果:
- 免疫传感器显示高液体RI灵敏度为583,000nm/RIU.
- 实现了ProGRP的检测极限低至17.1 ag/mL.
- 成功执行了ProGRP单分子检测,克服了传统光学设备的局限性.
结论:
- 拟议的基于FPI的免疫传感器与HVE和AuNP@GO纳米接口显著提高了生物标志物检测的灵敏度.
- 这种新的平台能够单分子检测蛋白质,为高度敏感的早期癌症诊断铺平了道路.
- 该技术克服了灵敏度的限制,为临床应用提供了一个有前途的工具.
