自20世纪以来,光纤光栅传感作为光纤传感中一个重要的研究领域正被越来越多的应用于免标记生物传感光学平台。该平台不但具备与经典光学平台相媲美的优良性能,而且还具备光纤高紧凑化和微型化,以及与光电器件(源和探测器)的高兼容性,可以实现信号的多路复用和远程测量能力的优良性能。长周期光纤光栅(LPFG)作为光纤光栅的典型代表,不仅具备对外部电磁干扰的抗干扰能力、对恶劣环境条件的良好抵抗能力和实时远程检测能力,还具备对外界环境折射率变化敏感的优点,使得其在生物传感领域具有极大的应用潜力和研究价值。基于此,本文将以LPFG和色散拐点长周期光纤光栅(DTP-LPFG)为载体,结合氧化石墨烯(GO)和大尺寸金纳米壳(AuNS)材料制备高灵敏度的禽流感病毒生物传感器。主要研究内容如下:(1)基于氧化石墨烯修饰包层腐蚀型LPFG生物传感器研究。首先,使用氢氟酸(HF)对标准LPFG进行腐蚀得到包层直径为～114 μm的LPFG;然后,利用氢键结合的方式将GO材料结合在包层腐蚀型LPFG(eLPFG)表面;然后,以禽流感病毒单克隆抗体(AIV-MAbs)为识别单元以共价键结合的方式固定于传感器表面;接着,利用制备完成的GO-eLPFG生物传感器实现对不同浓度等级的AIV生物分子的检测。实验结果表明,该生物传感器的检测极限(LOD)为～40 ng/mL,检测灵敏度为～403.85 pm2/μg·mL-1,检测范围为40 ng/mL～200 μg/mL。整个AIV免疫测定过程遵循Langmuir生物分子吸附模型,根据该模型计算可得该AIV生物传感器的解离系数(Kd)和亲和系数(Ka)分别为～1.6×10-7M和～6.25×106 M-1。最后,对该AIV生物传感器重用性、特异性及临床性进行综合评价,结果表明该传感器对AIV抗原具有良好的特异性,具有临床应用的潜力。(2)基于氧化石墨烯修饰DTP-LPFG生物传感器研究。采用上述表面修饰方法将GO材料修饰到DTP-LPFG上,制备GO-DTP-LPFG的AIV生物传感器。通过检测不同浓度等级的高纯度AIV抗原溶液,得到该免疫传感器对AIV抗原的检测极限为～1.05 ng/mL,检测饱和点为～25 μg/mL,检测范围为1.05 ng/mL～25 μg/mL。传感器的解离系数(Kd)为～1.6×10-7M,亲和系数(Ka)为～1.88×108 M-1。此外,对该AIV生物传感器重用性、特异性及临床性进行综合评价,实验结果表明,该GO-DTP-LPFG的AIV生物传感器为生物传感领域提供了卓越的分析平台,具有无标记,实时监测,超高灵敏度和多重可用性的优势。(3)基于氧化石墨烯包覆金纳米壳修饰LPFG生物传感器研究。首先,利用静电结合的方式将GO材料包裹在AuNS表面,形成氧化石墨烯包覆中空金纳米壳(EGO-AuNS)复合材料;接着,通过硅烷偶联剂(APTES)采用共价键结合的方式将EGO-AuNS固定在LPFG表面;然后,以AIV-MAbs为识别单元以共价键结合的方式固定于传感器表面;最后,利用制备完成的EGO-AuNS-LPFG生物传感器实现对不同浓度等级的AIV生物分子的检测。实验结果表明,随着EGO-AuNS复合材料在LPFG表面的沉积,其基于谐振波长的折射率灵敏度(～-66.60 nm/RIU)较裸LPFG(～-11.00 nm/RIU)提高了～6倍。该AIV生物传感器的检测极限为～8 ng/mL,检测灵敏度为～2946.25 pm/μg·mL-1,检测范围为8 ng/mL～50 μg/mL。传感器的解离系数为～3.49×10-9M,亲和系数为～2.87×108 M-1,并对其重用性、特异性及临床性进行综合评价,结果表明该传感器对AIV抗原具有良好的特异性,具有临床应用的潜力。