一种用于检测幽门螺杆菌的光纤探针、LSPR传感器装置及制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于检测幽门螺杆菌的光纤探针、LSPR传感器装置及制备方法，涉及光纤传感器技术领域。光纤探针包括相互连接的传感区域和非传感区域，传感区域是指光纤的纤芯。传感区域的纤芯表面修饰有纳米材料，纳米材料上修饰有如SEQ ID NO.1所示核酸适配体和如SEQ ID NO.2所示间隔核酸；纳米材料选自纳米金、纳米银或核壳结构金/银纳米球，传感区域的纤芯包括直行段及弯折段，弯折段的形状为J形。相较于现有的U形或Ω形光纤探针，J形光纤探针具有更高的折光灵敏度。通过对检测幽门螺杆菌的核酸适配体进行截短优化，有助于提高幽门螺杆菌检测的特异性和亲和力。门螺杆菌检测的特异性和亲和力。门螺杆菌检测的特异性和亲和力。

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测幽门螺杆菌的光纤探针、LSPR传感器装置及制备方法


[0001]本专利技术涉及光纤传感器
，具体而言，涉及一种用于检测幽门螺杆菌的光纤探针、LSPR传感器装置及制备方法。

技术介绍

[0002]幽门螺杆菌(Helicobacter pylori，Hp)是一种对生长条件要求十分苛刻的螺旋形革兰阴性菌，其生长缓慢，微需氧，需3天以上才可见菌落。幽门螺杆菌专性寄生于人胃黏膜，其在人群中的感染非常普遍，已知是慢性胃炎、十二指肠和胃溃疡、胃癌和胃粘膜相关淋巴组织(MALT)淋巴瘤等一些病例的致病因素。幽门螺杆菌的主要感染途径有两种：一是人—人直接传播，具体包括粪—口、口—口两种方式；二是从环境中感染，食用不洁食物和水均会增加感染风险。幽门螺杆菌能够在多种水体中存活，海水、河水、地表水和污水中均可检测到幽门螺杆菌，因此介水传播是不可忽视的感染途径。目前幽门螺杆菌传感器多针对其DNA进行检测，需要将核酸提取出来，因此操作较为繁琐。基于核酸适配体的光纤LSPR传感器检测幽门螺杆菌无需提取核酸，从而可实现幽门螺杆菌的快速检测。
[0003]光纤局域表面等离子体共振(Localized Surface Plasmon Resonance，LSPR)技术是将光纤与局域表面等离子体共振(LSPR)相融合所形成的新技术，具有无标记，体积小，结构简单，易于集成，抗电磁干扰能力强，可长距离实时检测等特点。近年来，光纤LSPR生物传感器引起了广泛的关注，已经应用于生物医学、药物筛选、食品安全和环境监测等领域。但是，传统的裸光纤LSPR传感器的灵敏度不高，因此影响了其进一步应用。
[0004]光纤探头的几何形状对LSPR传感器的灵敏度有重要影响，近年来，通过改变光纤的构型来提高LSPR传感器的性能成为国内外科学家的研究热点之一。光纤探针的形状从最初的直形到U形，再到Ω形，其折光灵敏度均得到了大幅提高。
[0005]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种用于检测幽门螺杆菌的光纤探针、LSPR传感器装置及制备方法以解决上述技术问题。
[0007]本专利技术是这样实现的：
[0008]本专利技术提供了一种用于检测幽门螺杆菌的光纤探针，
[0009]包括相互连接的传感区域和非传感区域，传感区域是指光纤的纤芯，且传感区域不含外设于纤芯表面的涂覆层和包层，传感区域的纤芯表面修饰有纳米材料，纳米材料上修饰有如SEQ ID NO.1所示核酸适配体和如SEQ ID NO.2所示间隔核酸；
[0010]纳米材料选自纳米金、纳米银或核壳结构金/银纳米球，传感区域的纤芯包括直行段及弯折段，弯折段的形状为J形。
[0011]核酸适配体的碱基序列如SEQ ID NO.1所示：
[0012]AGGTTACCAGGAGGACCCTATTCTCGTGTATCGACGAGATCCAGTGA。
[0013]间隔核酸的碱基序列如SEQ ID NO.2所示：CCGGCCGGCCGG。间隔核酸为短的茎环结构，可以调节适配体密度，而且能有效防止核酸适配体核酸倒伏、有利于适配体与幽门螺杆菌结合，由此提高检测灵敏度。
[0014]专利技术人提供了一种新的J形光纤探针，相较于现有的U形或Ω形光纤探针，J形光纤探针具有更高的折光灵敏度。通过对检测幽门螺杆菌的核酸适配体进行截短优化，有助于提高幽门螺杆菌检测的特异性和亲和力。将J形光纤探针与核酸适配体结合，使得光纤探针具有免标记、高灵敏度、高特异性和快速检测等特点。
[0015]通过对检测幽门螺杆菌的核酸适配体进行截短优化，可以提高核酸适配体对幽门螺杆菌的亲和力，并能减少核酸适配体的缠绕现象的发生，从而有助于提高幽门螺杆菌检测的灵敏度和特异性。因此，专利技术人提供的核酸适配体可以大幅提高检测的灵敏度、特异性、亲和力和便捷性。
[0016]此外，截短优化后的核酸适配体制备成本更低。
[0017]在本专利技术应用较佳的实施方式中，传感区域的纤芯表面修饰有纳米金，纳米金的粒径为在13
‑
60nm之间，最优为40nm。
[0018]在本专利技术应用较佳的实施方式中，核酸适配体和间隔核酸均通过ploy A与纳米材料连接。相比于巯基修饰的适配体，ploy A修饰的适配体成本更低，也不需要使用TCEP试剂进行活化，极大程度上简化了制备工艺。
[0019]在本专利技术应用较佳的实施方式中，J形是由Ω形的纤芯弯曲对折制得。例如，将Ω形的纤芯在火焰中，用镊子进一步弯曲对折，得到J形纤芯。J形包括不限于：形状上近似为J形。
[0020]在本专利技术应用较佳的实施方式中，非传感区域是指在纤芯的表面依次设置有涂覆层和包层的光纤，传感区域的纤芯的长度为2
‑
5cm，优选为3cm，光纤为多模光纤，光纤的纤芯直径为125
‑
1000μm，优选为600μm；光纤探针的长度为5
‑
40cm。
[0021]例如传感区域的纤芯的长度为3
‑
5cm，纤芯的芯径为125
‑
800μm，光纤探针的长度为25
‑
40cm。
[0022]本专利技术还提供了一种光纤探针的制备方法，其包括如下步骤：
[0023]将中间去除包层和涂覆层的光纤在火焰上弯曲为Ω形的形状，然后再进行弯曲对折使得光纤的传感区域形成J形的形状；
[0024]将纳米金、纳米银或核壳结构金/银纳米球修饰在光纤的传感区域表面，然后将光纤的传感区域浸入经退火处理后的核酸适配体和间隔核酸的混合缓冲液中，孵育。
[0025]在本专利技术应用较佳的实施方式中，将纳米金修饰在光纤的传感区域表面包括：将光纤的传感区域浸入纳米金溶液中修饰2
‑
3min。
[0026]在上述修饰时间内，可以获得比较好的修饰效果，使得光纤的传感区域均布纳米金。通过修饰，使得纳米金通过正负离子间的静电引力固定在光纤表面。
[0027]在一种可选的实施方式中，在纳米金溶液中修饰后还包括干燥步骤。通过干燥以使得纳米金结合更紧密。
[0028]在一种可选的实施方式中，干燥后，还包括将光纤的传感区域浸入丁二酸酐溶液中进行封闭反应，干燥。为减少非特异性吸附，专利技术人将光纤浸泡在丁二酸酐溶液中以封闭
未结合的氨基。
[0029]在一种可选的实施方式中，丁二酸酐溶液的浓度为8
‑
12mM，最优为10mM。在上述浓度范围内能够起到较好的封闭效果。在一种可选的实施方式中，上述封闭的时间为6h
‑
18h。例如过夜进行封闭反应。
[0030]在本专利技术应用较佳的实施方式中，退火处理包括：将核酸适配体和间隔核酸分别于95℃
‑
100℃下加热1
‑
5min，然后降温至室温后混合。
[0031]对核酸适配体进行退火处理，可以使得核酸适配体形成特异性的空间结构，可用于特异性捕获本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测幽门螺杆菌的光纤探针，其特征在于，包括相互连接的传感区域和非传感区域，所述传感区域是指光纤的纤芯，且所述传感区域不含外设于纤芯表面的涂覆层和包层，所述传感区域的纤芯表面修饰有纳米材料，所述纳米材料上修饰有如SEQ ID NO.1所示核酸适配体和如SEQ ID NO.2所示间隔核酸；所述纳米材料选自纳米金、纳米银或核壳结构金/银纳米球，所述传感区域的纤芯包括直行段及弯折段，弯折段的形状为J形。2.根据权利要求1所述的光纤探针，其特征在于，所述传感区域的纤芯表面修饰有纳米金，所述纳米金的粒径为13
‑
60nm；优选地，所述纳米金的粒径为40nm。3.根据权利要求1所述的光纤探针，其特征在于，所述核酸适配体和间隔核酸均通过ploy A与纳米材料连接。4.根据权利要求1所述的光纤探针，其特征在于，所述J形由Ω形的纤芯弯曲对折制得。5.根据权利要求4所述的光纤探针，其特征在于，所述非传感区域是指在纤芯的表面依次设置有涂覆层和包层的光纤，所述传感区域的纤芯的长度为2
‑
5cm，优选为3cm，所述光纤为多模光纤，光纤的纤芯直径为125
‑
1000μm，优选为600μm；所述光纤探针的长度为5
‑
40cm。6.一种如权利要求1
‑
5任一项所述的光纤探针的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：将传感区域的光纤在火焰上弯曲为Ω形的形状，然后再进行弯曲对折使得传感区域的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永新，宁维，罗泽伟，胡顺铭，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：