面向心肌标志物快速检测的微纳光纤光栅传感器研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61775082
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0503.传输与交换光子器件
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Depending on the advantages, such as compact size, remote monitoring, simplicity of operation and free to the sample volume, label-free optical fiber evanescent-field biosensors can play an important role in point-of-care testing of cardiac biomarkers for the acute cardiovascular disease diagnosis. For fulfilling the requirements of such applications, however, the evanescent-field based fiber sensors should overcome the issues such as lower sensitivity and temperature cross-sensitivity. In this proposal, the phase-shift Bragg grating inscribed in microfiber is proposed as the core transducer for improving the refractive index sensing resolution and thus reducing detection limit to the cardiac biomarkers. Moreover, the higher harmonic reflection in the microfiber Bragg grating is introduced to measure the temperature simultaneously. Finally, by utilizing the internally and externally optothermal effects of the microfiber, a novel function of the “immuno-photocatalysis” can be integrated into the sensor to accelerate the detection, manifesting the unique predominance of the fiber optic based point-of-care biosensors. This study has great science impact and application value through building a scientifically detecting method for the diagnosis on the critical disease, e.g. acute myocardial infarction.
光纤倏逝场免标记生物传感器凭借着结构紧凑、可远程监控、操作步骤简单、样本量需求低等优点,可以在面向急性心血管疾病诊断的心肌标志物即时检测中发挥重要的作用。然而,在实际需求中,光纤倏逝场传感器面临着传感灵敏度较低、环境温度交差敏感等问题,很难满足对于急性心肌梗塞诊断临界值的检测要求。针对上述问题,本项目提出采用微纳光纤相移光栅作为核心换能器,以实现对折射率微小变化的高灵敏检测,从而降低对心肌标志物的检测极限。同时,利用微纳光纤光栅中的高阶谐波反射信号实现对环境温度的同时测量。最后,利用微纳光纤中内源性和外延性光热效应实现对心肌标志物免疫反应的新型的“光学催化”功能,有效地加快检测速率,以彰显光纤倏逝场传感器在即时检测中的独特优势。本项目希望构建出一套可以满足对急性心肌梗塞等急重症精确快速诊断需求的科学检测手段,具有重要的科学意义和实际应用价值。

结项摘要

光纤倏逝场免标记生物传感器凭借着结构紧凑、可远程监控、操作步骤简单、样本量需求低等优点,可以在面向急性心血管疾病诊断的心肌标志物即时检测中发挥重要的作用。然而,在实际需求中,光纤倏逝场传感器面临着传感精度较低、环境温度交差敏感等问题,很难满足对于急性心肌梗塞诊断临界值的检测要求。针对上述问题,本项目提出采用微纳光纤相移光栅作为核心换能器,以实现对折射率微小变化的高分辨传感,从而降低对心肌标志物的检测极限。同时,利用微纳光纤光栅中的高阶谐波反射信号实现对环境温度的补偿。最后,利用微纳光纤中内源性和外延性光热效应实现对心肌标志物免疫反应的新型的“光学加速”功能,有效地加快检测速率,以彰显光纤倏逝场传感器在即时检测中的独特优势。本项目希望构建出一套可以满足对急性心肌梗塞等急重症精确快速诊断需求的科学检测手段,具有重要的科学意义和实际应用价值。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(4)
Temperature monitorable refractometer of microfiber Bragg grating using a duet of harmonic resonances
使用谐波共振二重奏的微光纤布拉格光栅温度可监测折射仪
  • DOI:
    10.1364/ol.44.003186
  • 发表时间:
    2019-07-01
  • 期刊:
    OPTICS LETTERS
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Ran, Yang;Long, Junqiu;Guan, Bai-Ou
  • 通讯作者:
    Guan, Bai-Ou
Inverse Molecular Sentinel-Integrated Fiberoptic Sensor for Direct and in Situ Detection of miRNA Targets
用于直接原位检测 miRNA 靶标的反向分子哨兵集成光纤传感器
  • DOI:
    10.1021/acs.analchem.9b01350
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Analytical Chemistry
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Strobbia Pietro;Ran Yang;Crawford Bridget M.;Cupil-Garcia Vanessa;Zentella Rodolfo;Wang Hsin-Neng;Sun Tai-Ping;Vo-Dinh Tuan
  • 通讯作者:
    Vo-Dinh Tuan
A label-free cardiac biomarker immunosensor based on phase-shifted microfiber Bragg grating
基于相移微纤维布拉格光栅的无标记心脏生物标志物免疫传感器
  • DOI:
    10.1016/j.bios.2017.08.061
  • 发表时间:
    2018-02-15
  • 期刊:
    BIOSENSORS & BIOELECTRONICS
  • 影响因子:
    12.6
  • 作者:
    Liu, Tong;Liang, Li-Li;Guan, Bai-Ou
  • 通讯作者:
    Guan, Bai-Ou
Sensitivity enhancement of a fiber-based interferometric optofluidic sensor
基于光纤的干涉光流控传感器的灵敏度增强
  • DOI:
    10.1364/oe.400325
  • 发表时间:
    2020-08-17
  • 期刊:
    OPTICS EXPRESS
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Liang, Lili;Zhao, Chaojun;Guan, Bai-Ou
  • 通讯作者:
    Guan, Bai-Ou
Fiber Light-Coupled Optofluidic Waveguide (FLOW) Immunosensor for Highly Sensitive Detection of p53 Protein
用于高灵敏度检测 p53 蛋白的光纤光耦合光流导 (FLOW) 免疫传感器
  • DOI:
    10.1021/acs.analchem.8b02123
  • 发表时间:
    2018-09-18
  • 期刊:
    ANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Liang, Lili;Jin, Long;Guan, Bai-Ou
  • 通讯作者:
    Guan, Bai-Ou

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其他文献

保偏微纳光纤倏逝场传感器
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    李杰;李蒙蒙;孙立朋;范鹏程;冉洋;金龙;关柏鸥
  • 通讯作者:
    关柏鸥
单应性矩阵约束的快速鲁棒配准方法
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    红外与激光工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李正浩;杨隽莹;冉洋;邓俊文;李鸿鹄
  • 通讯作者:
    李鸿鹄

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冉洋的其他基金

面向肿瘤微环境标志物在体检测诊断的光纤传感技术研究
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    62335010
  • 批准年份:
    2023
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    219 万元
  • 项目类别:
    重点项目
基于双折射微纳光纤光栅的免疫传感器机理与实现研究
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  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
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  • 项目类别:
    青年科学基金项目

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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