光学生物传感器具有高灵敏度、优异的特异性和多功能性，并能实时监测生物分子间的反应。因此，各种光学生物传感器已被应用于环境监测、疾病检测、食品安全、生物化学研究、药物研发等诸多领域。然而，传统光学检测技术普遍存在设备昂贵、分析耗时、体积庞大、操作门槛高以及难以进行现场即时检测（POCT）等局限性 。为了克服这些行业挑战，FOPPR™ 光纤颗粒等离子体共振技术应运而生。这是一种将光纤组件与贵金属纳米粒子融合的新一代光学生物传感技术。
工作原理
FOPPR™ 技术的核心原理是利用光在光纤纤芯内发生全反射（TIR）传输时产生的倏逝波（Evanescent Wave），去激发沉积在纤芯表面的金纳米粒子（AuNPs）。这使得AuNPs表面的自由电子发生集体偶极振荡，从而引发颗粒等离子体共振（PPR）现象，即局域表面等离子体共振（LSPR）。
与传统的表面等离子体共振（SPR）技术不同，纳米粒子的PPR现象不依赖于入射角。因此，利用光纤产生PPR无需精密的准直光学系统。PPR的共振能量对纤芯表面环境的折射率（RI）或介电常数极其敏感，当目标分子与光纤表面的受体结合时会引起折射率改变，由此即可实现对分子间相互作用的超灵敏、实时定量分析。
FOPPR™的特点与优势
| 特点 | 优势说明 |
| 免标记 (Label-free) | 无需荧光、比色、电化学或放射性标记，直接获取天然状态下的分子结合数据。 |
| 实时 (Real-time) | 连续监测生化相互作用，测试完成后即可立即获得结果。 |
| 高特异性 (Specific) | 基于高度特异性的生物分子亲和识别，确保复杂样本中的检测准确性。 |
| 高灵敏度 (Sensitive) | 直接检测法的灵敏度可达纳摩尔 (Nanomolar) 至皮摩尔 (picomolar) 级；增强检测法可达飞摩尔 (femtomolar) 级。 |
| 适用性广 (分析物/样本类型） (Versatile - Analyte/Sample type) | 基于平台的传感技术，能够满足不同的研究需求。适用的样本类型广泛，包括但不限于血清、血浆、滑液和尿液。 |
| 宽浓度范围 (Broad Concentration Range) | 线性动力学浓度范围跨越6个数量级（pg/mL至μg/mL）。 |
| 样本消耗量低 (Low Sample Consumption) | 每个传感器芯片仅需80-100μL处理后的样本。 |
| 被动式微流驱动 (Powerless Liquid Flow) | 无需外部泵或阀门，消除了复杂的管道维护。 |
| 操作简便 (Easy-to-operate) | 待测样本的预处理过程简单。 |
| 省时 (Time-saving) | 直接检测法的检测时间为10~15分钟；增强检测法的检测时间为15~20分钟。 |
| 比率型数据输出 (Ratiometric Data Output) | 采用自校准分析，无需对传感器芯片进行精确的光学对准。 |
艾普东生物提供的INB光敏生物标志物分析仪，是一款基于创新FOPPR™技术的超灵敏生物传感器设备。系统将核心传感组件、全集成微流控芯片以及智能化分析软件融为一体，为生物标志物研究与药物筛选提供创新的解决方案。
图1. 基于FOPPR™传感器技术的INB光敏生物标志物分析仪
系统组成与型号应用
仪器在每个传感通道均采用发光二极管（LED）和光电二极管（PD）分别作为激发光源和检测器。得益于角度无关的特性，系统结构高度紧凑，且无需复杂的精密光学对准。
| 外观 | 产品名称 | 应用 |
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INB-D200/INB-D800 生物标志物分析仪 | 用于抗体、疫苗和其他药物产品的研发，以及高要求的科学应用 |
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NanoAu-MM传感器芯片 | 用于样品的分析与检测 |
| NanoAu-MM标准芯片 | 用于生成标准曲线 |
INB分析仪采用静态记录模式（无注射泵设计），样品和废液完全被包裹在一次性芯片内部，彻底免除了传统设备繁琐的管道清洗与系统维护工作 。
| 检测信号 | 可同时获取亲和力、特异性、定量及定性分析数据 |
| 样本类型 | 蛋白质、抗原、血浆、血清等等 |
| 分析温度 | 室温 |
| 分子量范围 | > 10 kDa |
| 信号噪声 | < 0.015 % (RSD) |
| 敏感性 | ~ pg/mL |
| 分析时间 | 5 - 15分钟 |
| 样品体积 | 80-100 μL |
| 绑定信号的记录模式 | 静态被动式驱动（无需外部主动液流泵） |
| 传感类型 | 无标记实时检测 |
| 传感通道 | 2个/8个独立的平行传感通道 |
为了严谨验证该光学与微流控系统的准确性，实验使用INB分析仪对一系列具有不同折射率（Refractive Index, RI）的溶液进行了标准测量，并重点评估了系统的背景噪声与批次间差异。
超低光学噪声
在连续300秒的信号监测中，各溶液数据点的相对标准偏差（RSD）均严格小于0.01%。这充分证明该系统采用的 LED + PD 检测架构拥有极佳的信号稳定性与超低的背景噪声。
图1 折射率溶液响应传感器图
图2 折射率与信号比值的关系图
优异的芯片重现性与一致性
实验对机内（Intra-assay）和芯片间（Inter-chip）的线性拟合斜率进行了统计：测试经历数天（Day 1、Day 2 至 Day 24）以及跨通道（Ch1、Ch2）的交替检验，传感器芯片线性拟合斜率的变异系数（CV）仅为2.43%。各折射率标准溶液在多次重复测量（n=5 或 n=6）中，信号比值的变异系数（CV）均显著小于10%（最低可达1.68%）。
表1. 上图：六次折射率溶液测量的机内和芯片间斜率变异系数；下图：每次折射率溶液测量的信号比变异系数
验证结论
实验数据表明，INChip一体化微流控设计与紧凑型的仪器架构，不仅没有牺牲检测的精准度，反而通过算法自校准规避了人工对准的误差。基于FOPPR™技术的INB分析仪在保持高灵敏度、宽线性范围的同时，具备极高的检测重复性与工业级数据的可靠性，完全能够满足严苛的生物分子互作分析需求。
