《免標記氧化石墨烯覆膜光纖琺珀生物感測技術研究》是依託山東大學，由姜明順擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：免標記氧化石墨烯覆膜光纖琺珀生物感測技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：姜明順
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
免標記光纖生物感測器在生物感測領域具有很高的研究價值和套用潛力，如何提高感測器的靈敏度、穩定性、重複性和特異性是目前存在的關鍵性難題。本項目提出將具有高折射率、良好透光率及較大比表面積的氧化石墨烯材料與光纖琺珀感測器相結合，構建一種新型生物感測器，通過檢測生物反應過程中生物膜折射率或有效厚度的變化來實現生物免疫反應的免標記檢測。基於菲涅爾反射原理和多光束干涉原理，建立折射率及膜厚檢測模型；利用空芯光子晶體光纖設計光纖琺珀感測器，研究感測器端面氧化石墨烯薄膜的製備方法，分析覆膜對感測器性能的影響，最佳化覆膜工藝；研究覆膜感測器端面抗體的固定技術，構建抗原檢測界面，設計生物感測系統，利用感測器的反射干涉譜來表征抗原抗體反應，實現生物免疫反應檢測。本項目擬在利用氧化石墨烯覆膜來進一步提高光纖琺珀生物感測器的檢測性能，項目的實施對於推進免標記光纖生物感測器的發展具有重要意義。
結題摘要
光纖感測器與免標記生物檢測技術相結合的免標記光纖生物感測器在生物醫學、臨床診斷、藥物分析、環境監測及軍事生化檢測等領域具有極大的發展潛力和套用前景。但目前免標記光纖生物感測器仍處於實驗室研究階段，如何進一步提高免標記光纖生物感測器的靈敏度、抗干擾能力、穩定性、重複性和特異性等是急需解決的難題。本項目主要對基於空芯光子晶體光纖的光纖琺-珀免標記生物感測器進行了理論分析和初步的實驗驗證，並提出利用新型碳納米材料——氧化石墨烯構建生物感測檢測界面，來提高生物分子的修飾效果，進而提高生物感測器的檢測性能。首先，項目對基於HCPCF的光纖F-P感測器進行了理論研究，表明了通過解調干涉譜條紋對比度和波長，可以實現對外界折射率和溫度的同時測量。然後，項目採用電弧放電熔接法製作了基於HCPCF的光纖F-P感測器，並提出了一種光譜差分積分計算的數據分析方法研究，提高了折射率解調結果的準確性。其次，項目對基於HCPCF的光纖F-P免標記免疫感測器的可行性進行了研究，提出了氧化石墨烯覆膜的光纖F-P免標記免疫感測器，免疫實驗驗證了氧化石墨烯覆膜對於感測器檢測性能的提升。最後，以殼聚糖覆膜的光纖F-P濕度感測器為代表，對基於HCPCF的光纖F-P感測器在生物醫學等領域濕度檢測的套用進行了擴展研究。這些研究成果對於提高生物感測器的檢測性能具有十分重要的意義。
