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近來，我國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研討所應(yīng)用光學(xué)國家重點試驗室研討員吳一輝課題組，根據(jù)光纖形式耦合特性，提出一種根據(jù)光纖耦合器的無標超高靈敏度生物傳感器，該研討對心肌梗塞、癌癥等生物標志物的檢測具有重要意義。
急性心肌梗塞(Acute myocardial infarction, AMI) 是臨床常見的急性多發(fā)病，嚴重威脅人們的生命健康，AMI前期確診和風險分層關(guān)于下降急性病死率具有重要的臨床意義。心肌肌鈣蛋白I(Cardiac troponin I, cTnI) 是一種僅存在于心肌細胞中的結(jié)構(gòu)蛋白亞型，因為其明顯的特異性和敏感性被認為是AMI檢測的“黃金規(guī)范”。當發(fā)作心肌損傷時，cTnI開釋并進入血液循環(huán)系統(tǒng)中數(shù)小時候后到達峰值并保持6至8天，但作為生物標志物在AMI發(fā)病前后血液中的cTnI濃度極低，這對臨床確診提出了十分嚴苛的要求。課題組在前期無標光纖生物傳感器研討工作的基礎(chǔ)上，提出一種根據(jù)光纖耦合器結(jié)構(gòu)的生物傳感器，該傳感器根據(jù)光纖耦合器中奇模和偶模的干涉效應(yīng)，兩個相干形式的群有用折射率持平時，出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點，即零色散，此時的靈敏度理論為無窮大。試驗中，經(jīng)過檢測近轉(zhuǎn)折點的光譜曲線得到的折射率靈敏度為91777.9nm/RIU，完成了對cTnI的檢出限為2fg/mL，為目前世界相關(guān)范疇獲得的最高靈敏度，光纖耦合器傳感器具有杰出的特異性和重復(fù)性，對后期生物傳感器的實用化具有重要意義。
相關(guān)研討成果宣布在Biosensors and Bioelectronics上。研討工作得到我國-以色列國家世界科技合作專項項目、國家自然科學(xué)基金嚴重科研儀器研發(fā)項目、國家自然科學(xué)青年基金等的支持。
急性心肌梗塞(Acute myocardial infarction, AMI) 是臨床常見的急性多發(fā)病，嚴重威脅人們的生命健康，AMI前期確診和風險分層關(guān)于下降急性病死率具有重要的臨床意義。心肌肌鈣蛋白I(Cardiac troponin I, cTnI) 是一種僅存在于心肌細胞中的結(jié)構(gòu)蛋白亞型，因為其明顯的特異性和敏感性被認為是AMI檢測的“黃金規(guī)范”。當發(fā)作心肌損傷時，cTnI開釋并進入血液循環(huán)系統(tǒng)中數(shù)小時候后到達峰值并保持6至8天，但作為生物標志物在AMI發(fā)病前后血液中的cTnI濃度極低，這對臨床確診提出了十分嚴苛的要求。課題組在前期無標光纖生物傳感器研討工作的基礎(chǔ)上，提出一種根據(jù)光纖耦合器結(jié)構(gòu)的生物傳感器，該傳感器根據(jù)光纖耦合器中奇模和偶模的干涉效應(yīng)，兩個相干形式的群有用折射率持平時，出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點，即零色散，此時的靈敏度理論為無窮大。試驗中，經(jīng)過檢測近轉(zhuǎn)折點的光譜曲線得到的折射率靈敏度為91777.9nm/RIU，完成了對cTnI的檢出限為2fg/mL，為目前世界相關(guān)范疇獲得的最高靈敏度，光纖耦合器傳感器具有杰出的特異性和重復(fù)性，對后期生物傳感器的實用化具有重要意義。
相關(guān)研討成果宣布在Biosensors and Bioelectronics上。研討工作得到我國-以色列國家世界科技合作專項項目、國家自然科學(xué)基金嚴重科研儀器研發(fā)項目、國家自然科學(xué)青年基金等的支持。
圖1.(a) 光纖耦合器傳感器示意圖 (b) 轉(zhuǎn)折點鄰近不同光纖直徑下理論計算的靈敏度與波長的對應(yīng)曲線
圖2.(a) 不同濃度cTnI轉(zhuǎn)折點附件的光譜曲線 (b) 不同濃度cTnI峰值波長移動 (c) 2fg/mL和4fg/mL實時動態(tài)曲線 (d) cTnI與非特異性蛋白的特異性對比試驗
