组成图示
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传感器类型
表面等离子共振(SPR)生物传感器
检测对象
山羊抗兔免疫球蛋白G（goat anti-rabbit IgG，PBS溶液）、蔗糖水溶液（折射率表征）
检测原理
去包层光纤中，卤钨灯光在纤芯内多次全反射，倏逝场与侧壁金纳米粒子（Au NPs）的局域表面等离子共振（LSPR）耦合。Au NPs的LSPR峰位置和强度对周围介质折射率及界面电磁环境敏感。兔IgG固定后，山羊抗兔IgG与兔IgG特异性结合，使光纤侧壁界面折射率升高，LSPR峰强度随之增加；蔗糖浓度升高时，体相折射率增加，LSPR峰红移且峰强降低。系统通过光纤光谱仪记录透射/吸收峰变化，实现无标记、实时检测。光纤多次反射增强光程，提高灵敏度。
检测灵敏度
LOD: 11.1 ng/mL（山羊抗兔IgG）；灵敏度: 9.46 TU/RIU(R = 0.9860)、5.94 TU/RIU(R = 0.9939)、13.09 AU/RIU (R = 0.9678)、5.85 AU/RIU (R = 0.9666)；工作曲线: y=0.17807+2.55071×10^-4x−1.06044×10^-6x^2（x: 10^-6 g/mL）
效应效果
传感器重现性良好，23 nm Au光纤LSPR传感器五次制备的LSPR峰强度标准偏差仅0.02%。抗干扰方面，100 µg/mL不匹配的山羊抗人IgG响应与0.1 µg/mL匹配的山羊抗兔IgG相近，峰强仅差0.0004，说明除非干扰物浓度达到分析物1000倍，假阳性可忽略。灵敏度高于文献：48 nm Au为13.09 AU/RIU，23 nm Au为5.85 AU/RIU，分别高于硅烷偶联光纤LSPR的4.21 AU/RIU、玻璃硅烷膜的0.46 AU/RIU和玻璃三层PE膜的0.21 AU/RIU。制备时间少于4 h，明显短于硅烷法约13 h，作者认为其适合便携式免疫传感器和生物分子相互作用研究。
传感器的构成
- 基底/换能器：石英包层硅光纤（P600-4 UV-VIS），HF刻蚀去包层2 cm，暴露纤芯以产生倏逝场。
- 表面功能化层：H2SO4/H2O2混合液羟基化，提供负电荷羟基用于后续静电组装。
- 聚电解质多层膜：PDDA/PSS/PAH三层，静电自组装，作为金纳米粒子间隔与连接层。
- 纳米换能层：柠檬酸稳定金纳米粒子（Au NPs，23 nm或48 nm），静电吸附形成LSPR传感膜。
- 识别元件：兔免疫球蛋白G（rabbit IgG），固定于Au NP膜表面，特异性捕获山羊抗兔IgG。
- 封闭剂：牛血清白蛋白（BSA），封闭未占据活性位点，降低非特异结合。
- 信号读出系统：卤钨灯（LS-1）、光纤耦合器与光纤光谱仪（PC2000），检测LSPR透射/吸收峰变化。
中文摘要
本文报道了一种基于光纤局域表面等离子共振（LSPR）的生物传感器制备方法。作者以去包层石英包层硅光纤为基底，利用氢氟酸刻蚀去除2 cm包层并暴露纤芯，使光在纤芯中多次全反射并形成倏逝场。随后用浓硫酸/过氧化氢混合液对光纤表面羟基化，再通过聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）、聚苯乙烯磺酸钠（PSS）和聚丙基胺盐酸盐（PAH）三层聚电解质静电自组装，在光纤侧壁构建PDDA/PSS/PAH多层膜。柠檬酸稳定金纳米粒子（Au NPs）通过静电作用组装于PAH外层，形成单分散LSPR传感膜。该传感器制备简单、耗时短，对折射率变化具有较高灵敏度和良好重现性，并可用于兔IgG捕获山羊抗兔IgG的免疫检测，表现出较强抗干扰能力，有望用于便携式免疫传感。
英文摘要
This article provides a novel method of constructing an optical fiber localized surface plasmon resonance (LSPR) biosensor. A gold nanoparticle (NP) assembled film as the sensing layer was built on the polyelectrolyte (PE) multilayer modified sidewall of an unclad optical fiber. By using a trilayer PE structure, we obtained a monodisperse gold NP assembled film. The preparation procedure for this LSPR sensor is simple and time saving. The optical fiber LSPR sensor has higher sensitivity and outstanding reproducibility. The higher anti-interference ability for response to an antibody makes it a promising method in application as a portable immuno-sensor.