研究人员研发的光纤生物传感器有心脏病和冠心病检测的潜力

前言


三酰甘油酯的特性是它通常分解成甘油和三种脂肪酸,然后在人体内转化成脂肪和血糖。血液代谢失衡是人类健康最严重的威胁之一。高水平的三酰甘油酯可能会给冠心病和高脂血症患者带来心脏病风险。因此,微量血样测试可能需要一种灵敏而特异的传感器,可用于未来的医学诊断和食品健康监测。电化学传感器如电流型传感器、电位型传感器和微机械传感器可用于检测三酰基甘油酯。然而,这些传感器需要不止一种酶来检测,并且对电磁干扰敏感。


研究内容


天津大学的研究人员报道了一种基于保偏(PM)BFI的锥形区生物传感器,用于检测三酰甘油酯。ZIF 8号具有保护功能和贮存特性的优点。脂肪酶在体内被包装在其中,并通过聚4-苯乙烯磺酸钠(PSS)与离子相互作用固定在BFI的锥形区域。设计了稳定的全光纤传感系统,研究了锥形半径对外界生物参数灵敏度的影响。BFI旨在以接近匹配的转折点运行,以提供高灵敏度。据悉这是 MOF薄膜首次与光纤基底相结合,以开发三酰甘油酯生物传感器。


实验方法


PM光纤具有双折射的光学特性,为了实现模间干涉,必须首先激发PM光纤中的两个正交偏振模。使用偏振器(P1)将非偏振光转换成线性偏振光,线性偏振的方向与永磁纤维的慢轴重合,其中快轴与内应力棒水平对齐,慢轴与应力棒垂直对齐。

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(a)整个系统的设置。(二)光纤干涉仪示意图。

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不同腰径锥束传播过程的模拟。

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(a)不同浓度的4-硝基丙酸的最佳操作条件,在两种温度条件下通过酶促反应获得的反应,以及(b)和(c)中的标准4-硝基丙酸梯度稀释。

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描述了锥形BFI固定化脂肪酶包装的ZIF-8的干涉光谱。


结论


研究人员报道了采用一种廉价、简单、含多种酶的包埋技术,将脂肪酶固定在碱性成纤维细胞的锥形区域。用脂肪酶包装的多器官功能衰竭具有前所未有的生物保护、热保护和生物活性保持的优势。三酰基甘油酯的灵敏度可以通过制造具有不同锥形直径的双折射干涉仪来调节。这种基于锥形双折射干涉仪的生物传感器使用了MOF包封的脂肪酶,具有用于心脏病如冠心病和高脂蛋白血症检测的潜在应用。即使外部环境复杂,传感器也能工作。



DOI:10.1109 / JSEN.2020.2992544。

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