據麥姆斯咨詢報道，近日，東北大學光纖傳感器與應用技術研究所以“In-situ-fabricated novel fluorescent fiber sensor for ultrasensitive, online detection of tyrosinase（原位制備新型熒光光纖傳感器用于在線超靈敏檢測酪氨酸酶）”為題，在國際著名期刊《Biosensors and Bioelectronics》（中科院一區Top,IF：10.5）上發表論文，其中東北大學李丹講師和趙勇教授為論文通訊作者、碩士研究生黃子嘉為論文第一作者（除導師外），東北大學秦皇島分校為論文第一完成單位。
酪氨酸酶（TYR），又稱多酚氧化酶，是一類含銅氧化還原酶，廣泛存在于細菌、植物及哺乳動物體內。在中樞神經系統中，TYR通過催化單酚與兒茶酚轉化為鄰醌，精準調控氧化還原平衡。TYR活性異常與多種疾病密切相關，包括白化病、惡性黑色素瘤以及帕金森病等神經退行性疾病。因此，精準檢測TYR活性對于臨床診斷、疾病研究以及健康監測具有重要意義。
熒光光纖傳感器通過將熒光材料與光纖傳感技術相融合，為生物分析提供便攜、高效的新路徑。然而，傳統熒光光纖傳感層的制備主要采用兩種方式：一是將熒光材料嵌入聚合物后涂覆于光纖表面；二是先將熒光材料與光纖預功能化，再通過化學鍵合固定。前者所得傳感層穩定性差、存儲條件苛刻、界面反應受限；化學鍵合法雖能提高穩定性，但制備流程復雜。
針對上述問題，研究團隊提出在光纖錐表面原位制備基于熒光硅量子點（SiQDs）的傳感層，再結合TYR誘導的熒光猝滅效應，開發熒光光纖TYR傳感器。具體流程為：先對光纖錐表面進行硅烷化處理，再以天然紅花黃色素為還原劑，通過原位氧化還原反應生成黃色熒光SiQDs，實現探頭的一步制備。利用TYR催化多巴胺轉化為多巴胺醌及其對SiQDs的熒光猝滅效應，制備TYR傳感器。
該傳感器對TYR檢測限低至0.025 U/mL，線性檢測范圍為0.03~1.0 U/mL，并成功用于實際血清樣本的分析。該傳感器制備簡便、穩定性高、靈敏便攜且成本低，為生物酶活性的在線監測提供了可行方案。本研究不僅提出了一種構建高性能光纖傳感器的實用策略，也拓展了熒光光纖技術在臨床與生物領域的應用，豐富了團隊在生物光電感知方向的技術儲備，并為東北大學光學工程學科的創新發展注入新動力。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.bios.2025.118054
《量子點光電傳感器專利態勢分析-2024版》
《即時診斷應用的生物傳感器技術及市場-2022版》
