基于等离子体光纤的多重生物传感器原型验证研究：唾液MIP-1α检测在牙周病诊疗中的创新应用

本研究针对牙周病早期诊断缺乏快速精准检测技术的难题，开发了一种基于表面等离子体共振（SPR）和塑料光纤（POF）的多重生物传感器原型，用于唾液MIP-1α的即时检测（POCT）。通过与标准ELISA对比验证，该传感器展现出0.15 pM的超低检测限（LoD）和强相关性（Spearman’s rs=0.894），显著提升检测效率，为牙周健康监测提供了革命性工具。

　　

牙周炎作为一种全球高发的慢性炎症性疾病，影响着超过10亿人口的口腔健康，并与糖尿病、心血管疾病等全身性疾病密切相关。传统诊断依赖临床和影像学检查，往往在组织损伤发生后才能发现病变，而唾液生物标志物检测为早期诊断提供了新思路。其中，巨噬细胞炎症蛋白-1α（MIP-1α/CCL3）因其在牙周炎症和骨吸收中的关键作用，被视为极具潜力的标志物。然而，现有检测方法如酶联免疫吸附试验（ELISA）虽精准但耗时长、成本高，难以在临床现场应用。

为解决这一难题，来自意大利那不勒斯“Luigi Vanvitelli”大学医院的研究团队开发了一种基于表面等离子体共振（SPR）和塑料光纤（POF）技术的三重生物传感器原型。该研究通过对比50例患者唾液样本的SPR-POF与ELISA检测结果，验证了这种新型即时检测（POCT）设备的性能，成果发表于《International Dental Journal》。

研究采用三项关键技术：1）多重SPR-POF传感器设计，通过并行抛光、旋涂和溅射工艺制备三通道D形光纤传感芯片；2）自组装单层（SAM）功能化，将抗MIP-1α抗体共价固定在金纳米膜表面；3）Langmuir模型拟合剂量-响应曲线，计算检测限（LoD）和亲和常数（K_aff）。样本来自连续入组的牙周炎与非牙周炎患者，经离心处理后以不同稀释比例进行分析。

研究结果

1. 剂量-响应曲线：传感器在0.25-10 pM范围内呈现典型Langmuir拟合（R²=0.97），LoD低至0.15 pM，优于ELISA的0.78 pM。
2. 方法学对比：SPR-POF与ELISA检测结果高度一致（Spearman’s r_s=0.894, P<0.001），均值分别为2.40 pM和2.38 pM。
3. 临床相关性：牙周炎患者MIP-1α水平显著高于非牙周炎组（P<0.05），而年龄、性别无显著影响。

讨论与意义
该研究首次临床验证了SPR-POF技术在唾液MIP-1α检测中的可靠性。三重设计不仅通过并行检测提升效率，未来还可扩展为多靶标同步分析平台。其超低LoD能捕捉早期病理变化，5分钟快速检测特性远超传统实验室流程。尽管样本量限制了对牙周病分层的深入分析，但结果为后续定义诊断阈值奠定了基础。这种便携、高灵敏的POCT设备，有望推动牙周病诊疗从“症状驱动”转向“预防驱动”模式，对全球口腔公共卫生管理具有重要价值。