基于微结构光纤的磁控免疫传感器研究

摘要

免疫传感器是从生物芯片的基础上发展而来，以抗原、抗体为材料，以免疫分析方法为手段的一类传感技术，它能够通过生物分子的特异结合作用，对靶标分子进行捕获分析，进而获取生物大分子信息，实现有效、快速的检测。这种生物技术的应用不仅限于免疫检测，可以扩展应用至研发药物的测试、水质污染物的检测、临床诊断以及食品安全等各个相关领域。
　　随着社会发展的需求，以免疫传感为媒介的生物传感技术面临如何实现更快速、高灵敏度的检测困境。微结构光纤较传统光纤具有特殊的光传导和光局域能力，被广泛应用于光信号灵敏度检测相关领域。磁控技术是基于纳米磁珠新型固相载体实现生物分子快速分离的技术，可以达到待测物的富集效果，有效地应用于低浓度的便捷检测；同时亲和素-生物素系统及量子点荧光标记物的采用，有助于实现信号的多级放大检测，提高分析检测的精度和灵敏度。
　　本文主要工作有：
　　一、基于微结构光纤生物传感设计了简易微流体磁控免疫传感装置，该装置可以避免传统微流体装置对光刻蚀工艺的依赖，利用液体自身重力的推动作用即实现了精密的微泵、微阀对流速的操控及便捷可调；为微型便携性设备的开发提供思路。
　　二、基于纳米磁性微粒新型固相载体的控制磁场设计、模拟及实现。实现了控制磁场对磁珠载体的高捕获率和待测物的快速分离与检测。
　　三、开展了基于磁珠载体的免疫传感实验，包括以微米磁珠作为载体的生物特异性实验及灵敏度检测实验，以及以纳米磁珠为载体的生物传感优化实验，并实现了多段探针的并行性检测实验结果。本文建立了一种微通道内部的固定抗体探针的方法、发现并克服了大尺寸磁珠载体的散射对荧光信号检测干扰的问题、实现了微流体通道内免疫分析的空间分辨检测。

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第一章 绪 论

第一节 研究背景及研究意义

第二节 国内外研究现状

第三节 本文主要研究内容

第二章 基于微结构光纤的磁控免疫传感理论基础

第一节 免疫分析与免疫传感器原理

第二节 磁控技术理论

第三节 荧光标记技术及荧光增强理论

第四节 本章小结

第三章 磁控免疫传感设计

第一节 微流体装置设计

第二节 控制磁场设计模拟

第三节 免疫荧光检测

第四节 本章小结

第四章 免疫传感实验及结果分析

第一节 实验过程

第二节 实验结果

第三节 实验优化

第四节 本章小结

第五章 总结和展望

第一节 总结

第二节 展望

参考文献

致谢

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