石墨烯涂覆锥形光纤的快速生物检测研究
Research on Rapid Biosensing with Graphene-Coated Conical Optical Fibers
投稿时间:2025-01-14  修订日期:2025-02-20
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中文摘要:
      介绍了一种光学微纤传感器系统,用于高灵敏度检测结核病抗原Mpt64蛋白、Ag85B蛋白和严重急性呼吸综合症冠状病毒(SARS-CoV-2)核衣壳(N)蛋白。该方法结合了作为适配体的ssDNA寡核苷酸与石墨烯氧化物(GO)涂覆的光学微纤传感器,能够在体外有效捕获目标蛋白,并实现实时检测。由于GO具有极高的表面积和优异的光学特性,显著增强了微纤维的固定能力。实验结果显示,该传感器能够在复杂样本中快速检测Mpt64和Ag85B,检测时间仅为10 秒,最低检测限分别为4.23×10?2? M和3.11×10?1? M;另外,检测SARS-CoV-2 N蛋白的最低检测限为6.25×10?1? M。这些研究成果表明,光学微纤传感器系统不仅具备高灵敏度和快速检测的优势,还有望在诸如结核病诊断和冠状病毒检测等生物传感领域发挥重要的作用。
英文摘要:
      An optical microfiber sensor system is introduced for highly sensitive detection of tuberculosis antigens Mpt64, Ag85B, and Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus (SARS-CoV-2) nucleocapsid (N) protein. This method combines ssDNA oligonucleotides as aptamers with graphene oxide (GO)-coated optical microfiber sensors, enabling efficient in vitro capture of target proteins and real-time detection. Due to GO’s high surface area and excellent optical properties, it significantly enhances the fiber's immobilization capability. Experimental results show that the sensor can rapidly detect Mpt64 and Ag85B in complex samples, with detection times of only 10 seconds, and detection limits of 4.23×10?2? M and 3.11×10?1? M, respectively. Additionally, the detection limit for SARS-CoV-2 N protein is 6.25×10?1? M. These findings indicate that the optical microfiber sensor system not only offers high sensitivity and fast detection but also holds promise for applications in biosensing fields such as tuberculosis diagnosis and coronavirus detection.
作者单位邮编
刘忍 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 上海市现代光学系统重点实验室 200093
董贺爽 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 上海市现代光学系统重点实验室 
王可 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 上海市现代光学系统重点实验室 
张傲 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 上海市现代光学系统重点实验室 
王晶晶 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 上海市现代光学系统重点实验室 200093
冯吉军 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院 上海市现代光学系统重点实验室 200093
中文关键词:  灵敏检测  锥形光纤传感器  冠状病毒  蛋白  结核病
英文关键词:sensitive detection  tapered optical fiber sensor  Coronavirus  protein  tuberculosis
基金项目:国家自然科学基金项目(面上项目,重点项目,重大项目)(U23A20381, 11933005);国家重点研发计划(2022YFE0107400);上海市科技委员会(23010503600, 23530730500);上海市高校特聘教授(东方学者)岗位计划(GZ2020015);浙江省医学电子与数字健康重点实验室开放项目。
DOI:
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