[發明專利]一種光纖微流控生物傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 200910039129.2
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN101545899A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發明（設計）人: 楊中民;馮洲明;徐善輝
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N33/48
• 分類號: G01N33/48;G01N21/64
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明為一種光纖生物傳感器，特別是涉及一種光纖微流控生物傳感器及其制備方 法。

背景技術

光纖生物傳感器具有絕緣屏蔽效應好、抗電磁干擾能力強、可遙控實時動態測 量而受到廣泛關注，在光纖生物傳感器中，光纖倏逝波生物傳感器是應有最廣泛的 一種，該傳感器是利用光波在光纖內以全反射的方式傳輸時在光纖探頭所處的介質 中產生倏逝波，該倏逝波激發通過吸附或以生物親和反應而連接在探頭表面上的標 記有熒光分子的生物物質，從而實現對待測物質濃度的測定。

傳統的光纖倏逝波生物傳感器主要是利用光纖作為探頭，而在激發光路和信號 檢測光路大量采用了分離元件，如專利(黃惠杰，翟俊輝等.光纖倏逝波生物傳感 器，ZL01139224.X)。隨后研究人員對激發光路和信號檢測光路進行了改進，利用 光纖替代激發光路和信號檢測光路，如專利(施漢昌，龍峰，何苗.全光纖倏逝波 生物傳感器，申請號：200610089497.4和曹望和，付姚，羅昔賢.一種光纖熒光生 物傳感器，申請號：200710011932.6)。通過這些改進，提高了光的傳輸效率和信噪 比，簡化了儀器結構、提高了可靠性，利于儀器的小型化。但這些改進均未能改變 將光纖作為探頭、直接插入樣品池中的狀況，增加了光纖探頭處理的難度，并且還 有可能對生物樣本帶來污染；另外由于光纖探頭本身攜帶生物探針分子，使得這類 傳感器不便于進行動態測量。

發明內容

本發明的目的是針對現有光纖生物傳感器效率低下、不便于動態測量的問題， 提供一種微流控光纖生物傳感器及其制備方法。本發明通過如下技術方案實現：

一種微流控光纖生物傳感器，包括光源、傳輸光路、生物樣品流路、信號光采 集光路和信號處理裝置，所述傳輸光路為傳輸光纖，傳輸光纖的一端與光源連接， 另一端與信號處理裝置連接；所述生物樣品流路采用毛細管，傳輸光纖有一部分纏 繞于毛細管的外壁上形成信號光采集光路，在毛細管上纏繞有光纖的部位連同該處 的光纖外表面均鍍有一層激發光和信號光的高反膜，即在該區域裸露部位均有鍍膜 層。在毛細管中通入帶熒光標記的生物樣本，根據熒光強度等光學信息測定生物樣 品濃度，本發明可替代目前將光纖制作成光纖探針的倏逝波測試技術，并與微流控 技術相結合，便于微量生物樣本的動態實時檢測。所述微流控光纖生物傳感器的工 作過程是：從光源輸出的激發光在通過毛細管外壁時，激發光進入樣品流路，激發 生物樣品，生物樣品發出的熒光通過耦合進入纏繞光纖，從信號處理端輸出。

上述的微流控光纖生物傳感器，纏繞于毛細管上的光纖的直徑小于10μm，長 度為1mm～10cm。

上述的微流控光纖生物傳感器，形成信號光采集光路的光纖緊密繞于毛細管 上。

上述的微流控光纖生物傳感器，所述光纖的截面形狀為圓形、矩形或D型，所 述光纖的材質為玻璃、塑料或晶體，所述光纖為單模或多模光纖。

上述的微流控光纖生物傳感器，所述光纖為微結構光子晶體光纖。

上述的微流控光纖生物傳感器，所述毛細管的材質為玻璃或塑料，毛細管的截 面形狀為圓形或矩形。

上述的微流控光纖生物傳感器，所述毛細管折射率大于或等于纏繞光纖包層的 折射率。

上述的微流控光纖生物傳感器，所述光源為激光器或熒光光源。

上述微流控光纖生物傳感器的制備方法，包括如下步驟：

(1)將傳輸光纖的局部拉制成直徑小于10μm，長度為1mm～10cm的光纖細 絲；

(2)將步驟(1)得到的光纖細絲緊密纏繞在直徑小于2mm的毛細管的外壁 上，然后在纏繞部位鍍一層激發光和信號光的高反膜；

(3)將光源發出的光耦合進入傳輸光纖的一端，傳輸光纖的另一端與信號處 理裝置連接；

(4)往毛細管中通入帶熒光標記的生物樣本。

本發明的微流控光纖生物傳感器的制作方法，包括以下步驟：

(1)將傳輸光纖的局部拉制成直徑小于10μm，長度為1mm～10cm的光纖細 絲；

(2)將步驟(1)得到的光纖細絲緊密纏繞在直徑小于2mm的毛細管的外壁 上，然后在纏繞部位鍍一層激發光和信號光的高反膜；

(3)將光源發出的光耦合進入光纖的一端，光纖的另一端與數據采集系統7 連接；

(4)將毛細管中通入帶熒光標記的生物樣本。