【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所與西北大學(xué)合作，在表面功能化光纖傳感器研究方面取得重要進(jìn)展。研究基于通信單模光纖開發(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)，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)用性上有較大局限。
 

　　該團(tuán)隊(duì)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，通過范德瓦耳斯力在光纖插芯端面依次貼覆環(huán)氧樹脂-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3.5M, 靈敏度為3.92 nm/mM。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。
 

　　此外，研究通過X射線光電子能譜(XPS)探究EDC/NHS活化GO羧基對(duì)分子間鍵合相互作用影響以及β環(huán)狀糊精和膽固醇分子的成鍵作用特性，對(duì)檢測(cè)機(jī)制進(jìn)行了驗(yàn)證分析。
 

　　相關(guān)研究成果發(fā)表在Analytica Chimica ACTA上。西安光機(jī)所為第一完成單位及通訊單位。
 

圖1.(a)為實(shí)驗(yàn)裝置，(b)(c)為干涉結(jié)構(gòu)。
 

　　圖2.(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。
 

　　圖3.XPS結(jié)果。(a) EDC/NHS未活化/活化羧基傳感器的XPS光譜；(b)活化羧基傳感器的N 1s光譜；(c)(d)分別為經(jīng)過/未經(jīng)過EDC/NHS活化羧基傳感器的C1s光譜,(e)(f)分別為其O1s光譜EDC/NHS處理的傳感器;(g)EDC/NHS活性羧基示意圖。