组成图示
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传感器类型
荧光生物传感器
检测对象
未指定具体分析物（bioactive compounds，如酶、抗体、核酸等）；样品基质未明确（PBS/缓冲液）
检测原理
该传感器以蚀刻石英光纤为基底，表面经 APTES 引入氨基，再用 Sulfo-SMCC 活化为马来酰亚胺基团，共价固定抗体。当样品中的分析物与抗体特异性结合后，若分析物具有自荧光，或进一步加入荧光标记抗体形成三明治复合物，则在结合位点产生荧光。405 nm 激光经短通滤光片进入光纤探针，倏逝波激发表面荧光；荧光从探针端进入收集腔，被短通滤光片反射至收集光纤，再经长通滤光片滤除 405 nm 激发光后进入 CCD 光谱仪。光谱峰强度或峰面积随分析物浓度增加而增大，从而实现定量检测。
检测灵敏度
—
效应效果
原文未报告检出限、线性范围、相关系数、重现性或实际样品回收率等定量性能。作者强调 CCD 光纤光谱仪紧凑、轻便、易用，HR2000+ 可连续以 1 ms/谱的速度记录，适合实时监测；通过 405 nm 窄带滤光片（NT43104）、长通滤光片 NT47501 和短通滤光片 SP500R/25 抑制激光红尾与背反射，提高信噪比；200 μm 狭缝兼顾光通量与约 5 nm 分辨率。方法可用于抗体固定后的荧光免疫检测，并可扩展到其他荧光传感应用。
传感器的构成
- 基底/换能器：600 μm 芯径石英包层光纤（Fiber-600-VIS/NIR），经 HF 蚀刻至 270 μm，作为激发与荧光收集的光纤探针。
- 表面修饰层：3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES），2% 丙酮溶液浸涂，提供氨基表面。
- 交联活化层：Sulfo-SMCC 交联剂，4.2 mM PBS 处理，将氨基表面活化为马来酰亚胺基团。
- 识别元件：抗体（Antibody），经 MEA/EDTA 部分还原产生巯基后与马来酰亚胺表面共价固定。
- 信号标记物：分析物自荧光或荧光标记抗体（labeled antibody，三明治法），用于产生可检测荧光。
- 激发光源：405 nm 激光二极管（LDM405，Thorlabs），经 NT43104 窄带滤光片提供激发光。
- 读出系统：CCD 光纤光谱仪（HR2000+，Ocean Optics）配 H9 光栅、OFLV-400800 滤光片、200 μm 狭缝和收集光纤（P6002-VIS/NIR），记录荧光光谱。
中文摘要
生物技术与生物传感研究需要高灵敏度且低成本的检测工具。荧光检测因操作简便、成本低、灵敏度高，被广泛用于酶、抗体和核酸等生物活性分子的传感。本章介绍基于电荷耦合器件（CCD）的光纤光谱仪在光纤荧光传感器中的应用。作者以光纤免疫传感器为例，说明如何组装 405 nm 激光激发与荧光收集光路，制备经氢氟酸蚀刻的石英光纤探针，并用氨基硅烷和 Sulfo-SMCC 交联剂固定抗体。检测时，分析物与固定抗体结合后，通过自身自荧光或荧光标记抗体的三明治法产生荧光；荧光经收集光纤和滤光片进入 CCD 光纤光谱仪，实现光谱记录。该方法紧凑、轻便、易于使用，并可推广到其他荧光检测应用。
英文摘要
Highly sensitive and cost effective measurement tools are required in biotechnology research and applications. Fluorescence provides very simple, cost effective, and sensitive methods in most of the biosensor techniques. Spectrometer is an essential tool for any kind of spectroscopic measurements. A charged coupled device (CCD)-based fiber optic spectrometer is highly compact, light weight, and an extremely easy to use tool. In this chapter, we have described the use of CCD-based fiber-optic spectrometers in detection of fluorescence signal from a fiber-optic-based sensor. The method can easily be extended to fluorescence detection in any other application.