人绒毛膜促性腺激素（HCG）在妊娠和癌症诊断中起着关键作用[1]。这种激素由共价连接的α-和β-亚基组成的异二聚体构成。其中，β-亚基具有巨大的临床价值，因为其血液和尿液中的水平升高通常表明妊娠，甚至早在第一周就能检测到（达到0.50 mIU/mL）[2]。在如此低的浓度（<10 mIU/mL）下早期检测HCG对于早期妊娠评估至关重要，超出了传统孕酮测试的局限性。除了妊娠外，HCG-β及其高糖基化形式在各种恶性肿瘤（如胎盘癌和生殖细胞肿瘤）中充当自分泌因子。它们的存在促进了肿瘤的生长和进展，突显了HCG作为癌症标志物的重要性[3]。这种双重作用使HCG成为生殖健康和肿瘤监测的关键生物标志物[4]。
已经开发了许多HCG检测方法，利用了特定HCG抗体（Ab）与HCG抗原（Ag）之间的高结合亲和力。这些方法利用免疫识别机制，转化机制包括电化学免疫传感器、酶免疫传感器和光化学免疫传感器。电化学免疫传感器是最早的HCG检测技术之一，结合了酶催化反应的灵敏度和Ab-Ag结合的特异性。然而，其相对较低的灵敏度[5]需要探索替代方法。电化学生物传感器利用生物膜涂层的电极并测量电信号的变化，具有更广泛的应用性，但存在稳定性问题[6]。
自20世纪70年代末以来，由于光纤传感器具有灵敏度高、重量轻、体积小和抗电磁干扰的能力[[7], [8], [9], [10], [11], [12]]，它们已被应用于物理学和化学的各个领域。这一技术已扩展到生物标志物的检测[[13], [14], [15], [16]]，包括重要的分子HCG。常用的基于光纤的光化学免疫传感器包括锥形光纤传感器[17]、干涉仪光纤传感器[5]和表面等离子体传感器。表面等离子体共振（SPR）因其高灵敏度和无标记检测的优势[[21], [22], [23]]而被广泛研究[[18], [19], [20]]。此外，其简单的制备方法和紧凑的形态进一步增强了其在生物传感和HCG检测中的吸引力[[24], [25], [26], [27]]。SPR利用金属和电介质界面处电子的集体振荡。在传统光纤传感器中，SPR传感技术用于液体样品检测，因为SPR效应对传感器表面的折射率变化敏感[[28], [29], [30]]。然而，这种方法存在对温度的交叉敏感性，因为环境中的热波动会改变液体介质的折射率。为了解决这个问题并提高生物传感的精度，需要创新解决方案。一种有前景的方法是将温度敏感材料集成到传感器中，以便同时监测温度并进行校正[31]。这些材料具有较高的热光系数，从而提高了温度检测的灵敏度。其中，聚二甲基硅氧烷（PDMS）因其广泛用于光纤传感器[[32], [33], [34]]以及与其他材料相比相对较高的热光和热膨胀性能[35]而脱颖而出。这为精确的温度传感提供了更大的潜力。此外，PDMS的固有韧性可以为脆弱的光纤结构提供有价值的物理保护。
在这项工作中，我们提出了一种新型的双模光纤生物传感器，它将SPR和FPI功能协同集成到一个紧凑的级联结构光纤设备中。填充有PDMS的C型微腔通过法布里-珀罗干涉实现准确的实时温度监测，而带有金涂层的无芯光纤（功能化有多巴胺（PDA）生物界面）则实现了高度选择性和无标记的HCG检测。PDA薄膜通过自聚合实现牢固的抗体固定，进一步提高了检测的特异性和重复性。与之前报道的双模光纤生物传感器相比，我们的工作展示了HCG检测的新应用，得益于多巴胺功能化的界面和集成的结构设计，实现了实时温度校正。这一突破为开发适用于即时诊断、早期妊娠筛查和变温环境下的癌症监测的坚固生物传感器提供了有前景的途径。
