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近年来,基于光纤光栅的局域表面等离子体共振效应（LSPR）的传感器在生物医学、生物化学等领域得到了广泛的研究与应用。极大倾角光纤光栅（ExTFG）相较于传统的布拉格光栅（FBG）和长周期光栅（LPFG）具有极低的温度交叉敏感效应,因此在对稳定性要求极高的生物免疫反应检测/监测领域更具优势。新型二维纳米材料氧化石墨烯（GO）由于具有丰富的含氧官能团、大比表面积等特点,将其引入生物传感器的表面,可提高生物功能化的修饰效果,进而提升生物传感器的检测性能。但目前关于GO集成ExTFG生物传感器的相关报道较少,且传感器多为透射式,不利于实现原位检测。本文以ExTFG为平台制作GO修饰的LSPR探针式生物传感器,用于对肝癌标志物——细胞程序性死亡-配体1（PD-L1）分子的检测,主要研究内容有:（1）详细阐述ExTFG的耦合模理论,并根据ExTFG的相位匹配条件及模式耦合原理,做光谱响应特征分析。对LSPR增强ExTFG传感性能的机理进行理论分析,为后续实验奠定理论基础。（2）制作GO集成的ExTFG-LSPR生物传感器,对PD-L1抗原分子进行检测,并在人血清环境下测定和分析传感器的特异性与临床性。首先将大尺寸金纳米壳（AuNS）修饰到ExTFG表面制作成ExTFG-LSPR传感器,再以GO作为功能化材料沉积于传感器表面,并以PD-L1单克隆抗体作为目标生物分子识别单元,增强传感器特异性。其中各修饰步骤都是通过共价结合方式,使传感器拥有更高的稳定性。在场致发射型扫描电镜（FESEM）下对光纤的表面修饰及功能化的有效性进行鉴定并作能谱分析。对不同浓度的PD-L1进行检测,分析传感特性,结果表明,GO集成的ExTFG-LSPR免疫传感器对PD-L1的检测范围为0.038-38.46pM,在0-1.92pM的低浓度区保持着良好的线性度（R2=0.927）,灵敏度达0.114nm/pM,检测极限（LOD）为0.076pM,对PD-L1的吸附规律遵循Langmuir模型,解离系数为2.801×10-12M。最后,使用氢氟酸（HF）溶液轻微腐蚀栅区,用相同的修饰方法重新制作GO集成的ExTFG-LSPR生物传感器,分别对四组健康人血清与肝癌患者血清进行检测,结果表明该免疫传感器在健康人血清中谐振波长变化很小,而在肝癌患者血清中谐振波长红移0.42nm,证明其具有良好的特异性及临床应用的潜在能力。（3）实现GO集成的ExTFG-LSPR生物传感器的探针结构,并对PD-L1进行检测,对结果进行计算与分析。首先针对ExTFG探针结构传感器进行设计及搭建实验系统,可实时观察、采集数据。使用还原法在探针端面镀银,增加反射率,并使用毛细玻璃管对端面进行封装,增强传感器的稳定性。使用与第三章相同的表面修饰和生物功能化方法修饰传感器,并对PD-L1进行检测。结果表明,探针式GO集成ExTFG-LSPR生物传感器对PD-L1的检测范围为0.038-38.46pM,在0-1.92pM的低浓度区域保持着良好的线性度（R2=0.91）,解离系数为2.825×10-12M,与透射式传感器基本相同。由于探针式传感器存在二次耦合,其在低浓度线性区的检测灵敏度0.127nm/pM,提高了11.4%,检测极限0.071pM,相比透射式传感器均得到了进一步改善。