光纤生物传感器涉及到了现代生物技术、化学、光学等多个研究领域,在食品药品检验等领域中都有非常广泛的应用,并且在医学研究和临床诊断中具有极大的潜力,因此在近年来成为了研究热点。在光纤生物传感器中,基于倾斜光纤光栅的等离子体共振生物传感器以其高灵敏度和稳定性备受关注。基于倾斜光纤光栅的等离子体共振生物传感器依靠在金属和电介质界面传播的表面等离子波,实现对光纤表面折射率的敏感性,加之特异性修饰或其他手段,完成对目标医学生物或化学样品的高精度检测。本文以倾斜光纤光栅等离子体共振生物传感器为基础,介绍了其传感原理和探测方法,提出了结合局域表面等离子体共振效应的灵敏度增强型光纤生物传感新机制,并将传统透射型传感方式改进为反射式,实现了传感器的小型化。最后,利用上述技术实现了对凝血酶和尿液水通道蛋白的高精度检测。本文介绍了以下两个实验:(1)凝血酶探测实验。利用结合局域表面等离子体共振的倾斜光纤光栅表面等离子体共振生物传感器进行凝血酶探测实验:通过在光纤光栅表面均匀镀金膜来激发表面等离子体共振效应,在经过特异性修饰生物敏感膜后,利用修饰好的传感器完成凝血酶探测实验,并在经过探测实验的传感器表面修饰纳米金颗粒,以实现增敏效果。本实验的创新点在于金纳米颗粒的修饰,即在已经附着了凝血酶的传感器表面修饰金纳米颗粒,使其在表面等离子体效应的作用下激发出局域表面等离子体效应,进而使传感器的检测极限提高。经过实验验证,使用这种传感器可以将凝血酶浓度探测极限提高3个量级。该技术为生物探测提供新思路和新方法,在临床治疗和研究领域也具有一定价值;(2)水通道蛋白探测实验。利用反射式倾斜光纤光栅生物表面等离子体共振生物传感器进行小鼠尿液水通道蛋白2(Aquaporin-2,AQP2)测量实验:首先介绍了肾病综合征与异常AQP2浓度具有相关性,可以通过测量尿液AQP2浓度来鉴别肾脏是否患有肾病综合征。其次介绍了实验中利用的生物传感器——反射式SPR倾斜光纤光栅生物传感器的传感原理和制作工艺。最后介绍了实验的步骤和实验结果。本实验的创新点有两点,一是实现了利用表面等离子体共振效应进行特异性检测的目标;一是实现了反射式传感结构,传感器探头长度仅为3-4厘米,直径仅为125μm,使传感器向小型化趋势更进一步。本实验成功在生物传感器上修饰上生物敏感膜,实现特异性检测AQP2的目标,检测极限达到1.5ng/ml。本实验的研究有助于发掘快速评估肾病和无痛有效地治疗肾病的可能性,具有应用于人类肾脏疾病临床诊断的潜力。