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近日，西安光机所在表面功能化光纤传感器研究方面取得重要进展。 研究团队开发了一种基于单模通信光纤的无标记、高灵敏度、高选择性的法布里-珀罗干涉探针。 该探头具有测试方便、成本低、温度稳定等优点。 具有先进的特点，在生物大分子的光谱检测方面具有广阔的应用前景。 相关研究成果发表在Analytica Chimica ACTA（中国科学院分析化学顶级期刊，IF=6.911@2021）。 论文第一作者为西安光机所光子功能材料与器件研究室特聘研究助理王瑞铎博士，共同通讯作者为西安光机所孔德鹏研究员西北大学光子研究所姜曼副教授。 西安光机所为第一完成单位和交流单位。

胆固醇是细胞膜、脂蛋白、神经细胞和脑细胞中重要的脂质大分子，其浓度与心脏病、高血压、动脉硬化、中风等疾病密切相关。 因此，胆固醇水平的检测备受关注。 与目前常用的电化学法、酶分析法、液相色谱法、质谱法等检测方法相比，光纤光谱检测方法具有体积小、抗电磁干扰、成本极低、免标记等突出特点。 场受到了广泛关注。

传统的光纤光谱检测装置（如长周期光栅、倾斜光栅、表面蚀刻布拉格光栅等）存在对制备仪器要求严格、对温度和形变交叉敏感等问题，在实用性上存在很大局限性。 针对上述问题，团队成员从光纤干涉理论和光与物质相互作用理论出发，利用单模光纤和光纤插芯制备了光纤光谱检测装置，并依次通过范德华力粘贴在光纤插芯的端面上。 环氧树脂-氧化石墨烯（GO）-β-环糊精多层功能膜，基于β-环糊精最外层的疏水中空分子结构和靶向吸附结合胆固醇的原理，实现了胆固醇分子的高灵敏度光谱检测浓度检测，在尿素、葡萄糖、抗坏血酸、人血红蛋白等生化分析领域常见干扰物质的作用下，能表现出很强的选择性。 具有可重复制备、可重复检测的特点，检出限达到3.5M。 灵敏度为 3.92 nm/mM。 该成果为表面功能化光纤器件在生化光谱分析领域的应用提供了新的思路和手段。

图1（a）为实验装置，（b）、（c）为干涉结构

图2（a）胆固醇检测谱； (b) 掺杂/未掺杂样品检测波长的朗缪尔拟合； (c) 选择性； (d) 器械制备重复性试验

此外，作者利用X射线光电子能谱（XPS）研究了EDC/NHS活化GO羧基对β-环糊精与胆固醇分子间键合相互作用及键合特性的影响，验证了检测机理。 （光子功能材料与器件实验室供稿）

图 3 XPS 结果。 (a) EDC/NHS 未激活/激活的羧基传感器的 XPS 光谱； (b) 激活的羧基传感器的 N 1s 光谱； (c) 和 (d) 分别是 EDC/NHS 激活的羧基传感器的 C1s 光谱，(e) 和 (f) 分别是经过 EDC/NHS 处理的传感器的 O1s 光谱； (g) EDC/NHS活性羧基示意图

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（文章来源：本文文字及图片转载自西安光机所官网，如有不妥之处，请及时与我们联系，我们将及时修改.)

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