[發明專利]基于雙環狀纖芯光纖的分子印跡微流控傳感器及雙環狀纖芯光纖

無效

• 申請號: 201410136132.7
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103900993A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 楊興華;苑婷婷;李恩濤;劉春蘭;趙恩銘;苑立波
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01N21/45
• 分類號: G01N21/45;G01N33/544;G02B6/036
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明涉及一種光纖內微流控分子印跡傳感裝置，尤其是一種基于含有雙環狀芯光纖的高靈敏度、微量液體分子印跡微流控在線傳感器。

背景技術

光纖傳感器是當今科學研究的熱點領域之一，在生物、環境、化學等領域具有極其廣泛的應用前景。光纖傳感器分為強度吸收型、熒光型及相位調制型等多種類型，其中基于干涉原理的光纖傳感器基于相位調制實現，通過被測物的濃度改變使在一個干涉臂內傳輸的光程或干涉臂外介質的折射率變化，進而改變兩束光的相位，造成干涉譜產生變化，從而檢測出待測物理量。集成式光纖內干涉儀是光纖傳感器件中的一種重要類型，它能夠抑制模式噪聲和光源噪聲，并實現壓力、電壓、溫度、磁場等各種物理量的高精度測量。在先前技術中，Ai?Zhou等設計了一種集成式光纖Michelson干涉儀結構（Ai?Zhou,Yanhui?Zhang,Guangping?Li,Jun?Yang等，Optical?refractometer?based?on?an?asymmetrical?twin-core?fiber?Michelson?interferometer,Optics?Letters,Vol.36,Issue16,pp.3221-3223(2011)）。這種集成式干涉儀其中一根光纖位于包層內，作為參考臂，另一根光纖裸露于光纖外表面，與被測物質接觸，作為傳感臂。通過介質折射率的變化，引起兩部分傳輸光路的光程差的變化，使干涉信號的譜產生移動。由這種特殊光纖構成的Michelson型光纖干涉儀存在兩方面不足：（1）只要干涉臂外部的折射率發生變化，即可引起干涉信號的變化。然而，引起待測介質的折射率變化的因素很多，所以造成了這種干涉儀結構的選擇性差；（2）由于干涉臂位于光纖外表面，所以必須為傳感器設計樣品池，故系統占有較大體積，且系統結構相對復雜。

分子印跡技術可以對某一特定待測物質的官能團、分子尺寸、空間結構等特征形成具有“記憶效應”的配位點，并且在高度選擇性和特異識別性的前提下，對待測分子進行識別。這種特定的配位結構對模板分子具有特異性親和力，其表現與天然生物分子的分子識別過程類似（如酶催化、抗原、抗體等）。分子印跡技術的這種立體形狀、尺寸和官能團的特殊結合效應使其在分子識別過程中具有預期性、特異識別性和高度實用性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種檢測靈敏度高，溫度穩定性好，結構簡單，體積小的基于雙環狀纖芯光纖的分子印跡微流控在線傳感器。本發明的目的還在于提供一種雙環狀纖芯光纖。

本發明的基于雙環狀纖芯光纖的分子印跡微流控在線傳感器包括光源[17]、光纖耦合器[16]、入射光纖[11]、出射光纖[12]、光譜儀[18]，還包括雙環狀纖芯光纖；所述雙環狀纖芯光纖具備兩個雙狀纖芯，第一環狀纖芯[1]位于環狀包層[2]的內壁，第二環狀纖芯[3]位于環狀包層[2]內部，還具有作為樣品傳感場所的微流通道[4],第一環狀纖芯[1]的內表面具有分子印跡敏感層[8]，雙環狀纖芯光纖光纖表面具有第一微孔[6]和第二微孔[7]，兩個微孔位于雙環狀纖芯光纖同一側；雙環狀纖芯光纖[5]分別通過第一光纖拉錐點[9]和第二光纖拉錐點[10]連接入射光纖[11]及出射光纖[12]，入射光纖[11]連接光纖耦合器[16],光纖耦合器[16]連接光源[17],出射光纖[12]連接光譜儀[18],光譜儀[18]連接計算機[19]；第一微孔[6]連接第一毛細管[13]，第一毛細管[13]連接注射泵[14]，第二微孔[7]連接第二毛細管[15]。

本發明的基于雙環狀纖芯光纖的分子印跡微流控在線傳感器還可以包括：

1、所述雙環狀纖芯光纖的微流通道[4]的直徑為50-80μm，第一環狀纖芯[1]及第二環狀纖芯[2]的厚度為5μm，第一環狀纖芯[1]及第二環狀纖芯[3]延光纖切面直徑方向的距離為10μm，整根光纖的直徑為125μm。

2、所述的分子印跡敏感層[8]位于光纖空腔的內部，為具有與待測分子具有特異性螯合作用的高分子膜，厚度為1-2μm。

3、第一微孔[6]和第二微孔[7]直徑為20-50μm，第一微孔[6]與第二微孔[7]之間的距離為10cm，兩微孔分別與相近的第一拉錐點[9]和第二拉錐點[10]的距離為1-2mm。

4、光源[17]為C+L波段的寬譜ASE光源。