[發(fā)明專利]一種非涂膜式提高長(zhǎng)周期光柵檢測(cè)靈敏度的裝置和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911318689.1
• 申請(qǐng)日: 2019-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN113008783A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李秋順;史建國;楊艷;孟慶軍;蔡雷;劉慶艾;王丙蓮;馬耀宏;楊俊慧;朱思榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東省科學(xué)院生物研究所
• 主分類號(hào): G01N21/01
• 分類號(hào): G01N21/01;G01N21/39;G01N1/38
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 趙徐平

本發(fā)明公開了一種非涂膜式提高長(zhǎng)周期光柵檢測(cè)靈敏度的裝置，包括液體混合池，測(cè)試池，光纖激光器和光譜分析儀；液體混合池設(shè)置有待測(cè)液進(jìn)樣口和高折射率液體進(jìn)樣口；測(cè)試池可與液體混合池連通；并且測(cè)試池內(nèi)設(shè)置有溫度控制裝置和長(zhǎng)周期光柵；光纖激光器發(fā)出的光信號(hào)通過光纖傳入長(zhǎng)周期光柵，并經(jīng)長(zhǎng)周期光柵傳輸至光譜分析儀。并且公開了使用該裝置進(jìn)行檢測(cè)的方法。本發(fā)明無需在長(zhǎng)周期光柵表面修飾薄膜，可直接實(shí)現(xiàn)對(duì)低濃度物質(zhì)的高靈敏度檢測(cè)，大大簡(jiǎn)化了檢測(cè)過程和操作工藝，節(jié)約了檢測(cè)成本，并且避免了使用薄膜修飾所帶來的待測(cè)液殘留難以沖洗的麻煩；適于在低濃度物質(zhì)的檢測(cè)中推廣應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及分析傳感技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種非涂膜式提高長(zhǎng)周期光柵檢測(cè)靈敏度的裝置和方法。

背景技術(shù)

溶液中物質(zhì)的濃度是液體中重要的生化物質(zhì)參數(shù)。通過提高檢測(cè)待測(cè)液中物質(zhì)濃度的靈敏度，可以更準(zhǔn)確地掌握液體中物質(zhì)的含量，從而對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)做出更好的指導(dǎo)。因此，提高對(duì)待測(cè)液中物質(zhì)濃度的檢測(cè)靈敏度在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品檢測(cè)、臨床檢驗(yàn)、藥物篩選及冶金科研等領(lǐng)域有著重要的意義。

長(zhǎng)周期光纖光柵是一種對(duì)環(huán)境折射率比較敏感的無源光學(xué)器件，已被直接用于溶液中甘油、氯化鈉、氯化鈣、乙二醇、甘醇、糖等物質(zhì)濃度的測(cè)量。一般裸長(zhǎng)周期光柵的靈敏度較為有限，因此，一些研究者采用納米材料對(duì)長(zhǎng)周期光柵進(jìn)行修飾以提高其對(duì)環(huán)境介質(zhì)的靈敏度，如文獻(xiàn)“Optimization ofsensitivity in Long Period Fiber Gratings withoverlay deposition”通過在光柵表面修飾PDDA+/PolyS-119-薄膜提高了長(zhǎng)周期光柵對(duì)環(huán)境介質(zhì)的靈敏度，文獻(xiàn)“Enhanced sucrose sensing sensitivity of long period fibergrating by self-assembled polyelectrolyte multilayers”通過在長(zhǎng)周期光柵表面修飾PAH/PSS薄膜提高了長(zhǎng)周期光柵對(duì)蔗糖溶液的靈敏度，文獻(xiàn)“Improved detectingsensitivity oflong period fiber gratings bypolyelectrolyte multilayers:Theeffect offilm structures”通過在光柵表面修飾薄膜修飾PDDA/PSS薄膜提高了長(zhǎng)周期光柵對(duì)甲醇和乙醇的靈敏度，文獻(xiàn)“High-sensitivity optical chemosensorbased oncoated long-period gratings for sub-ppm chemical detection inwater”通過在光柵表面修飾薄膜修飾聚苯乙烯薄膜提高了長(zhǎng)周期光柵對(duì)氯仿濃度的靈敏度。

雖然上述表面涂覆納米薄膜的方法能提高長(zhǎng)周期光柵的靈敏度，但這些方法存在著一些不利因素：(1)涂覆的納米薄膜容易受環(huán)境溫度、溶液溫度、溶液酸堿度、溶劑類別、溶劑溶度、溶劑濃度等因素的影響；(2)納米薄膜涂覆制備操作過程繁瑣；(3)薄膜對(duì)待測(cè)物會(huì)產(chǎn)生一定的吸附作用，致使待測(cè)物質(zhì)在薄膜表面殘留，造成后續(xù)清洗處理較為困難，進(jìn)而影響長(zhǎng)周期光柵對(duì)后續(xù)物質(zhì)的檢測(cè)，影響長(zhǎng)周期光柵對(duì)物質(zhì)檢測(cè)的重復(fù)性和穩(wěn)定性。因此有必要尋找新的提高長(zhǎng)周期光柵檢測(cè)物質(zhì)靈敏度的方法。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種非涂膜式提高長(zhǎng)周期光柵檢測(cè)靈敏度的裝置和方法，無需在長(zhǎng)周期光柵表面修飾薄膜，即可直接實(shí)現(xiàn)對(duì)低濃度物質(zhì)的高靈敏度檢測(cè)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種非涂膜式提高長(zhǎng)周期光柵檢測(cè)靈敏度的裝置，包括液體混合池，測(cè)試池，光纖激光器和光譜分析儀；

液體混合池設(shè)置有待測(cè)液進(jìn)樣口和高折射率液體進(jìn)樣口；

測(cè)試池可與液體混合池連通；并且測(cè)試池內(nèi)設(shè)置有溫度控制裝置和長(zhǎng)周期光柵；

光纖激光器發(fā)出的光信號(hào)通過光纖傳入長(zhǎng)周期光柵，并經(jīng)長(zhǎng)周期光柵傳輸至光譜分析儀。