本文選題：光纖生物傳感器 + 核酸傳感器　； 參考：《西北大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近年來,光纖生物傳感的研究在疾病診斷、環(huán)境監(jiān)測(cè)、藥物開發(fā)等方面具有越來越重要的研究意義及應(yīng)用價(jià)值。為了拓寬生物傳感檢測(cè)的途徑,探索新的傳感機(jī)制、研制新型的傳感器件變得迫在眉睫。隨著新信息功能材料-光纖的引入,現(xiàn)代生物傳感技術(shù)又有了新的途徑。光纖具有重量輕、體積小、靈敏度高、響應(yīng)速度快、抗電磁干擾、安全性好、生物兼容性強(qiáng)等特點(diǎn),成為近二十年來發(fā)展最迅速的傳感技術(shù)之一。實(shí)現(xiàn)基于光纖傳感的高靈敏度、免標(biāo)記、高特異性的在體生物醫(yī)學(xué)檢測(cè),并且發(fā)展更多功能化、集成化的光纖生物醫(yī)學(xué)傳感器件,已成為生物傳感領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)及發(fā)展方向。本論文以準(zhǔn)馬赫-曾德爾干涉型微納光纖和單錐型法布里-珀羅探針式微納光纖傳感器為生物傳感的載體,光纖表功能化生物修飾膜為識(shí)別原件,通過微納光纖高靈敏度折射率的感知,結(jié)合特異性敏感膜極高的識(shí)別能力,將待測(cè)生物的信息轉(zhuǎn)化為可解調(diào)的光波信號(hào),并通過光信號(hào)的變化實(shí)現(xiàn)生物分子的特異性識(shí)別。另外,利用法布里-珀羅干涉型微納光纖傳感器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生物傳感的溫度補(bǔ)償。與傳統(tǒng)標(biāo)記類的傳感器相比,本文提出的兩類干涉型微納光纖生物傳感器并沒有復(fù)雜的預(yù)處理過程,直接通過強(qiáng)的倏逝光場(chǎng)效應(yīng)來感應(yīng)待測(cè)生物樣品和環(huán)境溫度。傳感探針結(jié)構(gòu)靈巧、體積小、可靠性強(qiáng),為高分辨、免標(biāo)記、在體檢測(cè)的生物醫(yī)學(xué)傳感器件的研究提供了新的思路。本論文主要包括以下兩個(gè)部分研究?jī)?nèi)容:(1)準(zhǔn)馬赫-曾德爾干涉型微納光纖DNA雜交檢測(cè)研究為了實(shí)現(xiàn)免標(biāo)記DNA互補(bǔ)序列檢測(cè),我們提出并制備準(zhǔn)馬赫-曾德爾干涉型微納光纖傳感器進(jìn)行DNA雜交檢測(cè)研究。DNA互補(bǔ)序列檢測(cè)是通過將已知序列的DNA樣品與被測(cè)樣品中未知的目標(biāo)DNA鏈高特異性雜交的技術(shù)。在此部分中,首先成功制備了準(zhǔn)馬赫-曾德爾干涉型微納光纖傳感器,將一段20mm多模光纖兩側(cè)分別接單模光纖,并將多模光纖火焰拉錐,使其直徑接近10μm,其后再將拉錐過的多模光纖用氫氟酸腐蝕1分鐘左右,去除其包層。我們使用吸附法將多聚賴氨酸與探針DNA分子層層吸附在傳感器表面,成功制備具有特異性識(shí)別能力的準(zhǔn)馬赫-曾德爾干涉型微納光纖生物探頭,并在此基礎(chǔ)上利用該傳感器件實(shí)現(xiàn)了 DNA特異性雜交過程。此生物探頭可探測(cè)濃度低至1μμM的目標(biāo)DNA溶液,而且測(cè)量結(jié)果重復(fù)可靠。之后,為了證明此檢測(cè)結(jié)果,我們進(jìn)行了非互補(bǔ)目標(biāo)DNA分子的非特異性雜交。此傳感器不但可用于DNA的特異性識(shí)別檢測(cè)中,也能用到其他微量生物分子例如抗原/抗體、生物細(xì)胞等領(lǐng)域。(2)法布里-珀羅干涉型微納光纖傳感器的研究為了實(shí)現(xiàn)微小尺度、檢測(cè),我們提出并制備基于法布里-珀羅干涉型探針式微納光纖傳感器,并檢測(cè)了其對(duì)溫度及折射率的響應(yīng)。我們?cè)趩文９饫w端面通過腐蝕熔接的方法得到一個(gè)直徑為15μm的空氣腔,光在經(jīng)過空氣腔內(nèi)壁時(shí)會(huì)發(fā)生反射,空氣腔后段的單模光纖進(jìn)行拉錐,得到了錐尖直徑為2μm的銳錐度光纖單錐,錐尖端面處的反射光與空氣腔反射的光相互耦合,成功制備法布里-珀羅干涉型探針式微納光纖傳感器,并測(cè)試了微納光纖探針光譜漂移隨溫度的變化規(guī)律,此光纖探針可檢測(cè)很小空間中溫度的變化,為檢測(cè)生物相互左右中溫度的變化提供了基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)中我們測(cè)試了該傳感器的折射率響應(yīng),相對(duì)于溫度變化,折射率響應(yīng)并不明顯,利用此折射率不敏感的探針式微納光纖傳感器,我們可以對(duì)生物檢測(cè)過程中折射率變化時(shí)溫度的影響進(jìn)行補(bǔ)償。
[Abstract]:In recent years , the research of optical fiber biosensor has become more and more important in disease diagnosis , environment monitoring and drug development . In order to prove the detection result , we carried out non - specific hybridization of non - complementary target DNA molecules . The sensor not only can be used in the specific recognition and detection of DNA , but also can be used in other fields such as antigen / antibody , biological cell and so on .
【學(xué)位授予單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP212.3

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本文編號(hào)：2110525