[發明專利]一種雙通道探針式81°傾斜光纖光柵傳感器系統及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011147991.8
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112304906A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 羅彬彬;呂清明;吳勝昔;趙明富;石勝輝;鐘年丙;吳德操;鄒雪;蔣上海
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: G01N21/552
• 分類號: G01N21/552;G01N33/543;G01N33/574
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李媛

1.一種雙通道探針式81°傾斜光纖光柵傳感器系統，其特征在于，包括依次連接的寬帶光源、光隔離器、在線起偏器、雙通道傳感器以及光譜分析儀；所述雙通道傳感器包括22耦合器以及與之分別相連的兩個偏振控制器，每個偏振控制器上還連接有一根反射式81°TFG探針，所述反射式81°TFG探針經22耦合器的另一個端口與光譜分析儀相連接；所述反射式81°TFG探針的端面鍍有銀反射膜，且反射式81°TFG探針的柵區表面通過共價鍵固定有納米金殼粒子層，所述納米金殼粒子層的表面吸附有氧化石墨烯膜，所述氧化石墨烯膜的表面通過共價鍵固定有特異性生物識別分子；分別通過所述偏振控制器控制線偏光的偏振方向使所述兩個反射式81°TFG探針分別在C波段的包層模激發TM模或TE模，且激發得到的兩個TM模或TE模之間的諧振峰不重合。

2.根據權利要求1所述雙通道探針式81°傾斜光纖光柵傳感器系統，其特征在于，所述兩個TM模或TE模的諧振峰間距優選值10nmΔλ50nm。

3.根據權利要求1所述雙通道探針式81°傾斜光纖光柵傳感器系統，其特征在于，所述81°TFG探針的端面與柵區末端的距離為1~2cm。

4.根據權利要求1所述雙通道探針式81°傾斜光纖光柵傳感器系統，其特征在于，所述納米金殼粒子的粒徑為165nm。

5.根據權利要求1所述雙通道探針式81°傾斜光纖光柵傳感器系統，其特征在于，所述銀反射膜的反射率為大于99%。

6.一種如權利要求1~5任一項所述雙通道探針式81°傾斜光纖光柵傳感器系統的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）取81°TFG并在距離柵區末端1~2cm處切割出平整的端面，然后在所述端面鍍上一層反射膜，得到預處理好的81°TFG；

2）將步驟1）預處理好的81°TFG浸入NaOH溶液激活光纖表面的羥基，再將羥基化的柵區浸沒于硅烷偶聯劑中，在65℃環境下靜置使光纖表面引入巰基，然后將其浸入離心處理后的納米金殼溶液中，使納米金殼以共價鍵方式結合到光柵表面，最后用超純水反復沖洗光柵表面并干燥，制成81°TFG -LSPR探針；

3）將81°TFG -LSPR探針置于氧化石墨烯分散液中孵化6h，在光柵表面沉積氧化石墨烯膜，然后浸入EDC/NHS活化劑中活化氧化石墨烯表面的羧基，然后用超純水和無水乙醇反復沖洗其表面，得到81°TFG -LSPR-GO探針；

4）取兩根81°TFG -LSPR-GO探針分別浸入對目標待測物具有特異性識別的生物分子溶液中反應，使生物分子通過共價鍵結合到氧化石墨烯表面，反應結束后用PBS緩沖溶液反復沖洗，再浸入脫脂奶粉封閉液中，封閉GO表面未結合的羧基位點，得到兩根反射式81°TFG探針；

5）按照寬帶光源、光隔離器、在線起偏器、22耦合器、兩個偏振控制器、兩根反射式81°TFG探針和光譜分析儀的順序將各部分依次連接。

7.根據權利要求6所述雙通道探針式81°傾斜光纖光柵傳感器系統的制備方法，其特征在于，所述銀反射膜采用以下方法制得：將硝酸銀溶液和氫氧化鉀溶液混合產生棕色沉淀，然后通過加入少量氨水并攪拌致所述沉淀溶解，產生銀氨離子[Ag(NH₃)₂]⁺，再加入右旋葡萄糖溶液得到混合溶液，最后將81°TFG切割出的端面插入并浸沒在上述混合溶液中，置于50℃~70℃水浴加熱30~60s，取出并在空氣中干燥即可。

8.根據權利要求6所述雙通道探針式81°傾斜光纖光柵傳感器系統的制備方法，其特征在于，所述氧化石墨烯分散液的濃度為2mg/mL。

9.根據權利要求6所述雙通道探針式81°傾斜光纖光柵傳感器系統的制備方法，其特征在于，所述特異性生物識別分子的濃度為0.8mg/mL。

10.權利要求1~5任一項所述傳感器系統或6~9任一項所述方法制得的傳感器系統在用于甲胎蛋白的免疫檢測方面的應用，所述特異性生物識別分子為AFP單克隆抗體。