检索结果-南通市图书馆

中国医疗器械杂志 2002年第2期26卷 119-123页

作者：陈国平寿文德上海交通大学生物医学工程系上海200030

光纤生物传感器是生物传感器的一个新的研究方向，在近十年中取得的研究进展令人瞩目，并已用于医学病原体、食物毒性、地下水污染、生化武器和环境样品等的快速检测，对其发展状况作详细报道。

关键词：光纤生物传感器生物传感器生物敏感元件生物医学工程

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光纤生物传感器

生命的化学(中国生物化学会通讯) 1989年第2期 6-8页

作者：吉鑫松中国科学院上海生物化学研究所

最近十几年以来,随着光纤技术的迅速发展,光纤传感器在生物医学方面的应用已引起人们的广泛兴趣,它的研究十分活跃。为了叙述上的方便,我们暂把用于生物和医学方面的光纤传感器称为光纤生物传感器。本文不讨论诸如温度、压力等物理量检... 详细信息

最近十几年以来,随着光纤技术的迅速发展,光纤传感器在生物医学方面的应用已引起人们的广泛兴趣,它的研究十分活跃。为了叙述上的方便,我们暂把用于生物和医学方面的光纤传感器称为光纤生物传感器。本文不讨论诸如温度、压力等物理量检测方面的生物传感器,而只论述与生物医学有关的化学物质检测的光纤化学传感器。这类传感器是利用光学性质的变化及化学反应原理所组成的一类新型装置,也有人称它为光电极的。由于它们表现出来的和可预见的潜在优点,受到人们越来越多的重视。从电极角度来讲,光纤生物传感器的信号是光,不受电的干扰;不需要“参比”电极;探头不与光纤发生化学反应;一个简单的分光光度计可以用于几个光纤生物传感器;可使用多个波长及闪烁信号。从医学应用角度来讲,光纤生物传感器安全,人体不接触电流;探头小,可弯曲便于插入体内;有许多种适于植入体内的材料可供选择,制作传感器。随着研究的深入,光纤生物传感器将在生物医学上发挥重要作用,此文想就光纤生物传感器的概况作一简单的介绍。

关键词：光纤生物传感器生物医学包层纤芯入射光裸光纤光纤传感器

光纤生物传感器的设计及对CDV病毒的痕量检测

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光纤生物传感器的设计及对CDV病毒的痕量检测

作者：张心雨重庆理工大学

学位级别：硕士

犬瘟热病毒（CDV）是一种犬科和鼬科动物致命的麻疹病毒,一般通过空气和飞沫传播,具有极高的传染性。近年来,随着人类和伴侣动物对野生动物栖息地的侵占以及野生动物日益城市化,种间传播的可能性增加,在非人灵长类动物中已经观察到CDV... 详细信息

犬瘟热病毒（CDV）是一种犬科和鼬科动物致命的麻疹病毒,一般通过空气和飞沫传播,具有极高的传染性。近年来,随着人类和伴侣动物对野生动物栖息地的侵占以及野生动物日益城市化,种间传播的可能性增加,在非人灵长类动物中已经观察到CDV跨物种感染。特别是在自然感染的非犬类宿主恒河猴、食蟹猴繁殖群落中也发现了CDV,暴发的疫情引起了人们对人畜共患潜在威胁的担忧。光纤传感器具有高灵敏、快响应、无标记检测的特点,已经在生物医学检测方面有很多相关研究。本文基于马赫-曾德尔干涉（MZI）原理和迈克尔逊干涉（MI）原理设计并制作了三种CDV光纤生物传感器,用于对CDV抗原的痕量检测,以实现对病毒的早期发现。本文的主要研究工作如下:1、提出了一种基于游标效应（Vernier）的级联MZI光纤生物传感器。该传感器由两个完全相同的单模（SMF）-错位单模（DSMF）-SMF的MZI结构级联而成,模拟了不同折射率（RI）下MZI传感器的响应光谱,仿真结果表明级联MZI的RI灵敏度约为单个MZI的14.4倍。对传感器表面进行功能化处理,使CDV抗体分子修饰在光纤表面,以实现对CDV抗原的特异性检测。通过原子力显微镜（AFM）表征了CDV抗体的成功修饰,以及抗体与抗原的特异性结合。实验结果表明,级联式MZI的灵敏度在Vernier效应下放大了近12倍,这与之前的仿真结果十分接近,验证了通过Vernier效应可以有效提高CDV光纤传感器的灵敏度。实验得到传感器灵敏度和检测限分别为0.4786d B/（pg/ml）和0.1687pg/ml,响应时间为25min,同时该传感器还具有良好的选择性和稳定性。2、考虑到实际应用中传感器所需具备的可重复性,设计并制作了一种SMF-多模（MMF）-三芯（TCF）结构的MI探针式结构,将聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）和聚苯乙烯磺酸纳（PSS）通过层层自组装（LBL）技术修饰在传感区域表面,通过静电力将CDV抗体分子修饰到TCF表面。为探究CDV抗原抗体特异性结合是否在传感器的响应过程中起主导作用,制备了两根完全相同的SMF-MMF-TCF光纤探针,并分别进行表面修饰。一根用（PDDA/PSS）/CDV抗体修饰,标记为“MI1”;另一根仅用PDDA/PSS修饰,标记为“MI2”,实验结果表明干涉光谱强度的变化主要是由抗原抗体的特异性结合引起。测试得到该传感器的灵敏度和检测限分别为1.1776d B/（pg/ml）和0.1236pg/ml。使用解离剂对传感器进行抗原抗体的解离,结果显示,在第2、3个循环后光纤传感器的重复率分别为91.04%和77.90%,表明传感器具有一定的可重复性。通过对临床样本的检测,表明传感器具有实际应用的潜力,同时该传感器还具有良好的选择性和稳定性。3、为进一步提高灵敏度,利用贵金属良好的生物相容性,结合光纤传感技术提出了一种金纳米颗粒（Au NPs）修饰的SMF-TCF-无芯（NCF）结构的光纤生物传感探针。通过透射电子显微镜（TEM）表征验证了Au NPs的合成成功。分别制作了Au NPs修饰的和不含Au NPs的光纤CDV传感器,测试其对CDV抗原的响应。结果表明,Au NPs修饰的光纤传感器性能提高了约7.36倍,对CDV抗原的最低检测浓度达到飞克（fg）级别。实验得到该传感器的灵敏度和检测限分别为2.2864d B/（pg/ml）和0.1299pg/ml。同时对临床样本进行检测,实验结果显示所制备的CDV光纤传感器可以识别CDV阳性样本,证明该传感器具有潜在的应用价值,同时该传感器还具有良好的选择性和稳定性。

关键词：光纤生物传感器 CDV病毒 MI干涉 MZI干涉 LBL组装 AuNPs

基于MOF及金属周期结构的光纤SPR生物传感器研究

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基于MOF及金属周期结构的光纤SPR生物传感器研究

作者：李亚茹山东师范大学

学位级别：硕士

表面等离子体共振是由介电介质的消逝波和金属介质的等离子波发生共振时产生的。此时,能量从光子转移到表面等离子,入射光的大部分能量被表面等离子波吸收,使反射光的能量急剧减少。它可以用于确定介电介质(分析物)与金属层之间界面上... 详细信息

表面等离子体共振是由介电介质的消逝波和金属介质的等离子波发生共振时产生的。此时,能量从光子转移到表面等离子,入射光的大部分能量被表面等离子波吸收,使反射光的能量急剧减少。它可以用于确定介电介质(分析物)与金属层之间界面上微小折射率的变化,经常被应用于化学和生物传感领域中。根据不同的激励模型,表面等离子体共振传感器的类型可以分为棱镜耦合传感器、波导耦合传感器、光栅耦合传感器、光纤耦合传感器。棱镜型、光波导型和金属光栅型体积大,限制了它们在窄距离和长距离测量中的实际应用。而光纤耦合因其紧凑的结构能够应用于窄空间、进行实时检测甚至体内原位测量。随着光纤生物传感器不断的发展,新的需求也在不断的出现——更高的灵敏度、更高的品质因数、特异性检测和更低的检测极限。针对以上需求,我们提出了二维金属有机框架(Metal-organic Framework,MOF)结合三维阵列结构的方法来提高传感器的传感性能。周期阵列纳米结构能够提高有效结合信号的均匀性和分子富集效率。可调谐阵列等离子体结构可以在强耦合条件下使传感器的灵敏度得到提高。此外,二维材料表现出大的比表面积、优异的电子迁移率和优异的光吸收性能,促进了其在表面等离子体共振传感中日益增长的应用。其中二维MOF代表了表面等离子体共振功能层的极具前景的候选者。MOF是由金属离子或团簇与多面体有机配体配位形成的结晶多孔材料,具有高度有序的结构、超薄的厚度和优异的分散性能,非常适合作为传感器的二次增敏层和吸附生物分子用于检测和分析。在此,为了提升光纤传感器的检测性能,我们分别提出并制备了基于三维阵列谐振腔复合金属有机框架的光纤表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)生物传感器用来特异性检测葡萄糖分子和基于银纳米颗粒增强金属有机框架复合结构的光纤SPR传感器。(1)我们提出了一种用于生物传感应用的新型阵列谐振腔/银膜/Cu-TCPP-MOF(ARC/Ag/MOF)等离子体传感器。简单而低成本的热压印技术使塑料光纤上的谐振腔结构能够实现直接制备。通过诱导沉积,MOF附着在银膜表面。我们通过模拟仔细研究了ARC/Ag/MOF结构在扩大传感区域和增强热点方面的关键作用。所提出的传感界面显著地实现了表面等离子体波与ARC/Ag的表面等离子体共振的有效结合,而MOF的共同协同作用实现电场强度的增强。同时,MOF对传感器的检测精度和品质因数的潜在影响相对较小。此外,使用热压印技术专业制备的谐振腔结构和MOF的诱导沉积可以确保传感界面的均匀性和再现性。利用MOF表面显著的生物亲和力,葡萄糖氧化酶与MOF的共价偶联能够吸附环境中的葡萄糖分子并在人类健康范围内对其进行定量检测。(2)我们提出了一种基于银纳米颗粒-金属有机基质(Ag NPs-Ag MOM)/Au膜复合结构的D型光纤传感器。具有洁净和强相互作用界面的Ag NPs-Ag MOM通过简单的一步方法合成。通过异质结构的两个组分(Ag NPs和Ag MOM)共享Ag原子实现了紧密界面的形成。这允许了电荷从等离子体Ag NPs转移到Ag MOM,促进了复合结构的光捕获范围增大和有效的电荷/能量转移。此外,该复合结构可以实现表面等离子体共振(Au膜)和局域表面等离子体共振(Ag NPs)的耦合,促进了强电场区域的产生。有趣的是,通常不稳定的Ag-卟啉MOM通过共享Ag原子而被Ag NPs稳定。得益于以上优点,该复合结构的引入使光纤传感器的灵敏度和品质因数(FOM)分别提高了169%和63%。

关键词：表面等离子体共振金属-有机框架光纤生物传感器金属阵列结构

光纤生物传感器在HER3抗体药物定量检测中的应用

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中国光学 2018年第3期11卷 503-512页

作者：史健松于源华王美娇吴再辉石鑫张昊宫平嵇晓强长春理工大学生命科学技术学院吉林长春130022 长春理工大学光电信息学院吉林长春130114

为了实现对生物分子间相互作用过程的实时、灵敏、快速监测,获得生物分子的有无、浓度与相互作用的动力学参数信息,本文设计了基于光纤生物传感器的生物亲和性检测方法。首先,针对光干涉生物亲和性传感检测系统的光学传输系统"Y"型分叉... 详细信息

为了实现对生物分子间相互作用过程的实时、灵敏、快速监测,获得生物分子的有无、浓度与相互作用的动力学参数信息,本文设计了基于光纤生物传感器的生物亲和性检测方法。首先,针对光干涉生物亲和性传感检测系统的光学传输系统"Y"型分叉光纤与光纤探针之间的耦合问题,提出了自聚焦透镜与石英光纤耦合结构,该耦合结构偏心公差能够达到0.02 mm,倾斜公差能够达到0.1°;针对干涉光谱信号的高频噪声问题,采用一种改进的经验模态分解干涉光谱信号处理方法,有效避免了干涉光谱曲线滤波处理后极值点位置的偏移;同时采用局部拟合极值点计算生物分子膜层厚度的方法,将生物分子膜层厚度的分辨率提高到50 pm。利用所搭建的光干涉生物亲和性检测系统,建立了HER3-Ig G1抗体药物利用金纳米粒子进行信号放大,实现对其浓度进行定量检测的新方法,检测过程中无需清洗,不产生交叉污染。实验结果表明:系统检测限能达到0.082 6μg/m L,该系统具有检测时间短,测量准确、精度高、成本低廉等特点,能够应用于药代动力学研究中。

关键词：光纤生物传感器 HER3 生物亲和性光纤耦合结构经验模态分解药代动力学

光纤生物传感器系统中光纤连接器的性能分析与优化设计

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传感技术学报 2007年第5期20卷 970-974页

作者：李南雷冯莹魏立安邓立新国防科技大学光电科学与工程学院长沙410073

在已构建的全光纤结构生物传感器的基础上,对系统中关键器件——光纤连接器中的信号收集效率和噪声进行了理论分析.针对荧光信号传输的特点,采用光纤端面光强均匀分布的模型,运用重叠面积积分的方法推导出计算信号耦合效率的公式,计算... 详细信息

在已构建的全光纤结构生物传感器的基础上,对系统中关键器件——光纤连接器中的信号收集效率和噪声进行了理论分析.针对荧光信号传输的特点,采用光纤端面光强均匀分布的模型,运用重叠面积积分的方法推导出计算信号耦合效率的公式,计算了各种连接器结构下的信号耦合率,以求达到最好的接收效果.并分析了主要噪声的影响,通过建立的模型,给出了抑制噪声的方法和结构参数.最后根据实验得到的结果,分析了现有系统的连接器,并提出了改进方法.

关键词：光纤生物传感器光纤连接器耦合效率端面反射

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一种基于激光加工微型通道的光纤生物传感器

光电子．激光 2009年第5期20卷 605-608页

作者：白忠臣姜崇杰秦水介李静张欣贵州省光电子技术及应用重点实验室贵州贵阳550025 贵州大学理学院贵州贵阳550025 中国电子科技集团第四十九研究所黑龙江哈尔滨150001

提出一种新型结构的光纤生物传感器。利用的Nd:YAG激光(波长1064nm)在PMMA基片上加工制作合成的微米级的微型通道作为光纤生物传感器的样品检测微流路;利用化学腐蚀的方法在多模光纤上制作具有圆锥表面结构的分子识别探针和荧光接收探... 详细信息

提出一种新型结构的光纤生物传感器。利用的Nd:YAG激光(波长1064nm)在PMMA基片上加工制作合成的微米级的微型通道作为光纤生物传感器的样品检测微流路;利用化学腐蚀的方法在多模光纤上制作具有圆锥表面结构的分子识别探针和荧光接收探针。将分子识别探针、荧光接收探针和样品检测微流路组装成光纤生物传感器。在理论上,分析了荧光接收探针的圆锥形接收面的锥度角与接收到的荧光光线最小入射角之间的函数关系;在实验上,分析了分子识别探针附近的荧光强度与荧光接收探针接收到的荧光强度不同的原因。结果表明,该传感器在理论上和实验上是可行的;荧光接收探针的锥度角和分子识别探针与荧光接收探针的中心能否对准是影响接收到荧光多少的主要因素;同时,在检测溶液的浓度降低时,单个荧光分子的发光变得显著。

关键词：光纤生物传感器激光加工微通道锥度角

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用于纳米生物膜层厚度测试的光纤生物传感器

光子学报 2002年第6期31卷 657-661页

作者：孙艳孙锋杨玉孝谭玉山西安交通大学激光红外研究所西安710049 空军工程大学航空电子工程系西安710038

研制出光纤感应生物传感器 ,用以测试 nm级的生物膜层的厚度 .给出了测试的实现过程、实验结果和提高信噪比的方法 ,并与表面等离子体共振 ( SPR)

关键词：纳米生物膜层厚度测试光纤生物传感器抗原直接感应生物传感器医学诊断血桨检测

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菲涅耳反射型光纤生物传感器研究

分析化学 2015年第6期43卷 899-903页

作者：俞文杰郎婷婷赵春柳周雨萌王小明杨畅中国计量学院光学与电子科技学院浙江大学光电信息工程学系

构建了一种基于菲涅耳反射原理的光纤生物传感器,以生物素-链霉亲和素体系为模型验证了其进行生物传感的可行性。首先,利用硅烷偶联剂,在切平整的普通单模光纤端面修饰上生物素,将其作为吸附链霉亲和素的生物敏感膜。然后,将光纤端面浸... 详细信息

构建了一种基于菲涅耳反射原理的光纤生物传感器,以生物素-链霉亲和素体系为模型验证了其进行生物传感的可行性。首先,利用硅烷偶联剂,在切平整的普通单模光纤端面修饰上生物素,将其作为吸附链霉亲和素的生物敏感膜。然后,将光纤端面浸入不同浓度的链霉亲和素溶液中,测量宽带光源经过光纤端面反射后的光谱。实验结果表明,反射光谱的相对功率与链霉亲和素溶液浓度之间呈线性关系,测量得到灵敏度为15.38 d B/(mg/m L)。用牛血清白蛋白代替链霉亲和素,测量得到的反射光谱曲线与在之前浸入生物素后的反射光谱曲线基本重合,证明此生物传感器的选择性好。最后以人免疫球蛋白G与山羊抗人免疫球蛋白G体系验证了此结构进行生物传感的实用性。

关键词：菲涅耳反射光纤生物传感器生物素-亲和素硅烷偶联剂免疫球蛋白G

新型脱氧核糖核酸光纤生物传感器的研制及其性能评价

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分析化学 2010年第10期38卷 1528-1532页

作者：吴舒旭施汉昌仝铁铮何苗朱安娜龙峰韩爽清华大学环境科学与工程系环境模拟与污染控制国家重点联合实验室

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... 详细信息

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。

关键词：脱氧核糖核酸光纤生物传感器倏逝波荧光检测