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近來，我國科學院長春光學精密機械與物理研討所應用光學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構蛋白亞型，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上，提出一種根據(jù)光纖耦合器結構的生物傳感器，該傳感器根據(jù)光纖耦合器中奇模和偶模的干涉效應，兩個相干形式的群有用折射率持平時，出現(xiàn)轉折點，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性，對后期生物傳感器的實用化具有重要意義。
相關研討成果宣布在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、國家自然科學基金嚴重科研儀器研發(fā)項目、國家自然科學青年基金等的支持。
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構蛋白亞型，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上，提出一種根據(jù)光纖耦合器結構的生物傳感器，該傳感器根據(jù)光纖耦合器中奇模和偶模的干涉效應，兩個相干形式的群有用折射率持平時，出現(xiàn)轉折點，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性，對后期生物傳感器的實用化具有重要意義。
相關研討成果宣布在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、國家自然科學基金嚴重科研儀器研發(fā)項目、國家自然科學青年基金等的支持。
圖1.(a) 光纖耦合器傳感器示意圖 (b) 轉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曲線
圖2.(a) 不同濃度cTnI轉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
