超灵敏的Helicobacter pyloriDNA杂交检测基于一个没有核心纤维的Mach-Zehnder偏移干扰仪,增强了MoS2纳米接口
Xianchao Yang1, Yaojia Song1, Guan Yang1
1School of Electrical and Information Engineering, National Centre for International Joint Research of Electronic Materials and Systems, International Joint-Laboratory of Electronic Materials and Systems of Henan Province, Institute of Intelligence Sensing, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China.
Analytical chemistry
|October 14, 2025
概括
一种新的光纤传感器提供了高度敏感和特定的Helicobacter pylori (H. pylori) DNA检测. 这一突破使得即使细菌负载较低,也能准确诊断胃病,改善临床结果.
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.
- 分子诊断学 分子诊断学
背景情况:
- 精确检测Helicobacter pylori (H. pylori) 对于诊断胃肠病至关重要.
- 传统的H. pylori检测方法往往缺乏灵敏度,准确性,并且操作复杂,特别是在低细菌度的情况下.
- 现有的方法难以对H.pyloriDNA进行特定和敏感的检测.
研究的目的:
- 开发一种无标签的光纤马赫-泽恩德干扰仪 (MZI),用于现场实时检测H. pyloriDNA杂交.
- 通过提高对低密度H. pylori感染的敏感性和准确性来克服传统方法的局限性.
主要方法:
- 使用无核心纤维横向偏移拼接作为MZI传感臂制造微腔.
- 通过静电相互作用将探针DNA固定在MoS2功能化的纤维表面上,以捕获特定的目标DNA (tDNA).
- 使用MoS2纳米界面和微流体来提高折射率 (RI) 的灵敏度.
主要成果:
- 由于微流体相互作用和MoS2增强,达到17,051nm/RIU的高RI灵敏度.
- 在1 fM-100 pM范围内对tDNA表现出日志线性反应,灵敏度为0.79 nm/logfM.
- 获得了H. pylori DNA的0.89 fM的低检测极限,超过了其他光纤传感器的两个数量级.
- 可行的双参数解调用于温度交叉灵敏度补偿.
结论:
- 开发的无标签光纤MZI传感器提供了对H. pyloriDNA的高度敏感和特定检测.
- 传感器提供优势,包括易于制造,快速响应,稳定性和可重复使用性.
- 这项技术在生物领域对超低度DNA检测具有普遍适用性,显著推进了胃病诊断.
