[發明專利]基于單模-少模-單模結構的D型光纖傳感器

有效

• 申請號: 201811542493.6
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109342716B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 劉娟;羅超偉;楊華;劉彬;何興道
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G01N33/531
• 分類號: G01N33/531
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 許艷

本發明提供了一種基于單模?少模?單模結構的D型光纖傳感器，包括寬帶光源、生物傳感探頭、光譜分析儀和待測液體池，所述生物探頭包括輸入傳輸光纖、D型光纖和輸出傳輸光纖；所述寬帶光源、所述輸入傳輸光纖、所述D型光纖和所述輸出傳輸光纖和所述光譜分析儀依次連接；所述生物傳感探頭表面涂覆修飾生物分子膜；所述輸入傳輸光纖與所述D型光纖通過熔接機手動單邊錯位熔接，所述D型光纖與所述輸出傳輸光纖通過熔接機自動對芯熔接；所述輸入傳輸光纖和所述輸出傳輸光纖均為單模光纖，所述D型光纖為少模光纖。本發明提供的光纖生物傳感器具有結構簡單、快速、靈敏度高的優點。

技術領域

本發明涉及光纖生物傳感技術領域，尤其涉及一種基于單模-少模-單模結構的D型光纖傳感器。

背景技術

21世紀以來，人們對于傳感器件性能、集成度的要求越來越高，使得器件的微型化成為研究的熱點。其中，微納光纖傳感器作為納米光＋領域的前沿深題，被廣泛應用于探測、醫療、通信等領域。光纖生物傳感器是近年來發展起來的一種新型無標記光學傳感器方法。基于光纖的生物傳感器是將抗原/抗體偶聯包裹在光纖傳感結構表面，當用修飾過的光纖傳感器去檢測待測樣品時，由于抗體強大的特異性識別能力，選擇性相作用(即抗原抗體或受體配體特異性結合;核酸分子堿基互補配對；酶對底物作用專一性等)，產生的生物化學信息調制光纖中傳輸光的物理特性如光強、光振幅、相位等。通過光譜儀或者功率計對信號光的相位、光強進行監測可以對待測樣品的種類、濃度等信息進行檢測。

實現基于光纖傳感的高靈敏度、免標記、高特異性高穩定性的生物醫學檢測，發展更多功能化、集成化的光纖生物醫學傳感器件，己成為生物傳感領域的研究熱點及發展方向。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于單模-少模-單模結構的D型光纖傳感器，所述傳感器包括寬帶光源、生物傳感探頭、光譜分析儀和待測液體池，所述生物探頭包括輸入傳輸光纖、D型光纖和輸出傳輸光纖；所述寬帶光源、所述輸入傳輸光纖、所述D型光纖和所述輸出傳輸光纖和所述光譜分析儀依次連接；所述生物傳感探頭表面涂覆修飾生物分子膜。

其中，所述生物傳感探頭表面涂覆修飾生物分子膜通過以下步驟實現：

S1: 先將所述生物傳感探頭浸泡在濃度為5%的硅烷化乙醇溶液（二氫-3-（3-（三乙氧基硅基）丙基）呋喃-2,5-二酮）中12小時，進行硅烷化；

S2：通過EDC/NHSS活化光纖表面羧基生成活潑酯，隨后將光纖浸入抗體溶液獲得抗體修飾的光纖探針；

S3：再將光纖浸入牛血清白蛋白溶液，封閉光纖表面剩余的羧基，減少光纖的非特異性吸附；

S4：最后通過所述光譜分析儀可以觀察到生物傳感探頭浸入到不同檢測溶液中所對應的透射譜變化。

其中，所述輸入傳輸光纖與所述D型光纖通過熔接機手動單邊錯位熔接。

其中，所述D型光纖與所述輸出傳輸光纖通過熔接機自動對芯熔接。

其中，所述輸入傳輸光纖為單模光纖。

其中，所述輸出傳輸光纖為單模光纖。

其中，所述D型光纖為少模光纖，通過拋磨系統對少模光纖進行拋磨形成D型拋磨區域。

其中，所述D型光纖的長度為3~7cm。

優選地，所述D型光纖的長度為4cm，5cm，6cm。

其中，所述輸入傳輸光纖與所述D型光纖錯位熔接的錯位量為5~15μm。

優選地，所述輸入傳輸光纖與所述D型光纖錯位熔接的錯位量為6μm，7μm，8μm，9μm，10μm，11μm，12μm，13μm，14μm。

其中，所述D型拋磨區域的長度為0.5~2cm。