光纤精胺氧化酶检测传感器及其制备方法和应用

本发明属于光纤生物传感器领域，具体涉及一种基于金纳米球/金膜/精胺氧化酶抗体的耦合增强光纤精胺氧化酶检测传感器及其制备方法和应用。

背景技术：

1、多胺是哺乳动物体内广泛存在的一种小分子化合物，参与细胞增殖和凋亡等多种生理过程，多胺代谢失调将导致包括肿瘤在内的多种疾病，研究表明精胺氧化酶（smox）在感染、炎症及肿瘤发生过程中有着重要的作用。smox是参与多胺分代谢途径的关键酶，该酶以多胺中的精胺为底物，直接将精胺分解精眯和氨基丙醛并产生活性氧h2o2,在慢性炎症环境中，smox持续产生的大量活性氧会引起dna损伤逐步累积，最终导致细胞发生恶性转化。所以实现对精胺氧化酶的特异性检测有对肿瘤实现早期检测的潜在价值。

2、其次，smox在炎症引起的相关肿瘤预防和治疗阶段有望成为新的分子靶点。研究发现，通过抑制smox的表达，可降低炎症条件下的dna损伤，从而预防炎症相关的肿瘤；通过上调smox的表达，可导致精胺的快速分解产生大量活性氧，从而耗竭肿瘤细胞快速生长所需的多胺并诱导其凋亡。所以实现对精胺氧化酶的特异性检测，在炎症相关肿瘤预防和治疗阶段具有潜在价值。

3、光纤传感器具有抗干扰能力强不受电磁场扰动、探头可小型化操作方便和价格低廉等优势受到广泛关注。利用金纳米颗粒局域表面等离子体共振现象（lspr）进行环境物质检测的传感技术具有高灵敏度、实时性等特点，在生物工程、环境监测、食品卫生检测、医药以及军事等领域得到应用。但开发稳定性好、选择性好、灵敏度高光纤生物传感需要进一步改进光纤传感层结构。

技术实现思路

1、本发明提供了基于金纳米球/金膜/精胺氧化酶抗体的耦合增强光纤精胺氧化酶检测传感器及其制备方法和应用，通过该传感器可以实现对精胺氧化酶的检测。

2、为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：一种光纤精胺氧化酶检测传感器，光纤一端为传感区域，传感区域设有金膜层，金膜层表面交联有金纳米球，金纳米球表面结合有精胺氧化酶抗体。

3、进一步地，光纤长度为6~10cm，传感区域长度为1.5~2.1 cm，光纤纤芯的直径为590~610μm。

4、进一步地，所述金膜层厚度为20~35nm；金纳米球的粒径为50~90 nm。

5、本发明还涉及所述传感器的制备方法，包括以下步骤：

6、s1、选取光纤的一端作为传感区域，对其进行打磨清洗预处理，并在传感区域镀金膜；

7、s2、s1所得的光纤进行处理，使其金膜表面带-sh基团，然后将其浸泡在金纳米球溶液中，通过au-s键将金纳米球修饰在金膜表面，构建光纤-金膜-金纳米球结构；

8、s3、用丙烯酸-n-琥珀酰亚胺脂（nsa）修饰精胺氧化酶抗体，将抗体末端赖氨酸残基修饰为丙烯酸残基，再将s2所得光纤结构浸泡在修饰后的精胺氧化酶抗体溶液中，使抗体通过自组装吸附到光纤传感器表面；得到光纤精胺氧化酶检测传感器。

9、进一步地，s1中先截取光纤，剥去两端的纤芯包层并打磨截面，用丙酮浸泡光纤传感端进行预处理；采用等离子溅射仪镀金膜，控制放电电流4~15 ma，溅射时间为2~3 min。

10、进一步地，s2中利用1,6-己二硫醇（dmh）/乙醇溶液浸泡镀金膜光纤，使其金膜表面带-sh基团；其中1,6-己二硫醇溶于乙醇，浓度为20 mm，光纤浸泡时间为24 h；

11、进一步地，s2中浸泡金纳米球分散溶液的时间为20~30 min。

12、进一步地，s3中将丙烯酸-n-琥珀酰亚胺脂加pbs缓冲液配制成nsa溶液，然后将nsa溶液与精胺氧化酶抗体混合进行修饰； nsa溶液的浓度为1~5 mm，修饰时间为2~4 h。

13、进一步地，s3中精胺氧化酶抗体溶液中抗体浓度为6.2~8.5 ug/ml，浸泡时间12~24 h。

14、本发明还涉及所述的传感器在精胺氧化酶检测中的应用。

15、本发明具有以下有益效果：

16、本发明将金膜与金纳米球耦合，金膜和金纳米球的产生局部电场耦合增强效应，从而提升了光纤传感器的检测灵敏度；其中金纳米球相较于其他金纳米颗粒具有制备简单、稳定性好的优势，从而使传感器的制备更简单性能更稳定。

17、本发明将抗体分子吸附到光纤传感器表面时，通过nsa的修饰中和了分子表面的电荷，使其在传感器表面形成稳定的精胺氧化酶抗体层，检测时精胺氧化酶与抗体特异性结合，使光纤探头的共振波长发生偏移，从而实现对目标生物分子的特异性检测。

技术特征：

1.一种光纤精胺氧化酶检测传感器，其特征在于：光纤一端为传感区域，传感区域设有金膜层，金膜层表面交联有金纳米球，金纳米球表面结合有精胺氧化酶抗体。

2. 根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：光纤长度为6~10cm，传感区域长度为1.5~2.1 cm，光纤纤芯的直径为590~610μm。

3. 根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述金膜层厚度为20~35nm；金纳米球的粒径为50~90 nm。

4.权利要求1~3任意一项所述传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：s1中先截取光纤，剥去两端的纤芯包层并打磨截面，用丙酮浸泡光纤传感端进行预处理；采用等离子溅射仪镀金膜，控制放电电流4~15 ma，溅射时间为2~3 min。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：s2中利用1,6-己二硫醇（dmh）/乙醇溶液浸泡镀金膜光纤，使其金膜表面带-sh基团；其中1,6-己二硫醇溶于乙醇，浓度为20 mm，光纤浸泡时间为24 h。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：s2中浸泡金纳米球分散溶液的时间为20~30 min。

8.根据权利要求4~7任意一项所述的制备方法，其特征在于：s3中将丙烯酸-n-琥珀酰亚胺脂加pbs缓冲液配制成nsa溶液，然后将nsa溶液与精胺氧化酶抗体混合进行修饰； nsa溶液的浓度为1~10 mm，修饰时间为2~4 h。

9.根据权利要求4~7任意一项所述的制备方法，其特征在于：s3中精胺氧化酶抗体溶液中抗体的浓度为6.2~8.5 ug/ml，浸泡时间为12~24 h。

10.根据权利要求1~3任意一项所述的传感器或权利要求4~9任意一项所述制备方法得到的传感器在精胺氧化酶检测中的应用。

技术总结本发明属于光纤传感器技术领域，具体公开了一种光纤精胺氧化酶检测传感器及其制备方法和应用；该光纤一端为传感区域，传感区域设有金膜层，金膜层表面交联有金纳米球，表面结合有精胺氧化酶抗体。检测时，精胺氧化酶时与抗体特异性结合，使传感器共振波长发生移动。该传感器实现了对精胺氧化酶的检测，具有高灵敏度、响应速度快、特异性高，纳米材料稳定的特点。技术研发人员：徐冰,杨柳,李艳,罗志会,黄江楼受保护的技术使用者：三峡大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9