【摘 要】
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近十几年来,基于平面波导的光学生物传感器以其无需标记、低成本、实时监测、易集成、快速、稳定等优点在药物筛选、环境监测和临床诊断领域拥有丰富和广泛的应用。本文设计开
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近十几年来,基于平面波导的光学生物传感器以其无需标记、低成本、实时监测、易集成、快速、稳定等优点在药物筛选、环境监测和临床诊断领域拥有丰富和广泛的应用。本文设计开发了与微流体通道系统集成的光学微环生物传感器,并利用该传感系统对人免疫球蛋白IgG进行了非标记实时免疫检测。取得的主要成果如下: 设计制备了与绝缘体硅结构(SOI)微环谐振器集成的微流体通道系统,通过微流体技术稳定地操纵生物样品溶液,使其平稳流经芯片表面。利用具有良好生物亲容性的聚二甲硅氧烷(PDMS)材料制备微流体通道。整个微流体通道系统不仅避免了敞开环境中由于液体挥发造成的微环谐振器表面盐分的聚结,屏蔽空气中的各种杂质,而且只需要30μL的样品溶液,大大减少了药品用量,降低了实验成本。同时,可以在试验后更换或彻底清洁芯片,提高了芯片的利用率,降低了检测费用。利用电子束曝光技术设计并制备了微环谐振器。整个系统的检测灵敏度和检测极限分别为140.15nm/RIU和2.854×10-5RIU。 利用此生物传感系统对人免疫球蛋白IgG进行了实时非标记免疫检测。实验中通过微流体通道系统将抗体修饰到微环谐振器表面,利用光谱仪对抗体修饰、芯片封闭以及抗原抗体特异性结合过程中的共振谱线漂移进行了全程的实时监测。并进一步对IgG进行了定量的检测,不同浓度的IgG导致微环不同的共振谱线漂移。同时,利用该传感方法对乳腺癌预后判断因子Her2进行了实时检测,验证了微环谐振器对抗原免疫检测的普遍适用性。结果表明,光波导微环谐振器可以对生物分子进行实时监测,可用于生物传感领域的定量测定。
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