[发明专利]微尺度光纤探针及葡萄糖含量的检测方法、装置

权利要求书

1.一种微尺度光纤探针，其特征在于，所述微尺度光纤探针为一段直径为微米级的微纳光纤，所述微纳光纤表面修饰有葡萄糖氧化酶(GOD)，用于测量葡萄糖溶液中葡萄糖的含量。

2.一种权利要求1所述的微尺度光纤探针的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

取一根直径为微米级的微纳光纤，激活所述微纳光纤表面的氢氧基；

将所述微纳光纤浸入浓度为8-12mg/mL的葡萄糖氧化酶的醋酸钠混合溶液中，进行1.8-2.2小时的孵化；

然后用醋酸钠缓冲液清洗；

再采用去离子水清洗；

干燥。

3.根据权利要求2所述的用于测量葡萄糖含量的微尺度光纤探针的制备方法，其特征在于，所述激活微纳光纤表面的氢氧基，具体步骤为：

将所述微纳光纤浸入浓度为95％的H₂SO₄的H₂O₂溶液中0.8-1.2个小时。

4.根据权利要求2或3所述的用于测量葡萄糖含量的微尺度光纤探针的制备方法，其特征在于，所述微纳光纤浸入葡萄糖氧化酶的醋酸钠混合溶液中孵化之前，将所述微纳光纤浸入体积比为8％-12％的硅烷偶联剂酒精溶液30-50分钟，然后用去离子水和酒精清洗干净，以去除未附着在光纤表面的混合物。

5.一种基于微尺度光纤探针的葡萄糖浓度的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

将微尺度光纤探针置于待测葡萄糖溶液中，

宽谱光源发出的光波，通过第一光纤耦合器分别耦合进入参考臂和传感臂，其中参考臂由光衰减器和光延迟线构成，传感臂由微尺度光纤探针构成，两臂中传输的光波到达第二光纤耦合器汇合之后进入光谱分析仪，光谱分析仪上显示出干涉光谱；测量干涉光谱的变化，经过信号解调后，获得待测葡萄糖溶液中的葡萄糖含量。

6.根据权利要求5所述基于微尺度光纤探针的葡萄糖浓度的检测方法，其特征在于，所述信号解调包括以下步骤：

寻找所述干涉光谱上的特定级次波谷，用极值法找到该波谷的最低点，

在最低点附近选取一段光谱再进行高斯拟合，获得波谷的中心波长，

然后以葡萄糖的浓度为横轴，波谷在光谱上的位置为纵轴，画出散点图做线性拟合，获得光谱漂移随葡萄糖浓度变化的曲线，曲线的斜率就为灵敏度；将所述干涉光谱与葡萄糖浓度为0时的干涉光谱作对比，获得特定级次波谷的中心波长在光谱上位置的漂移量，所述漂移量与所述灵敏度的乘积即被测的葡萄糖溶液的浓度。

7.一种基于微尺度光纤探针的葡萄糖浓度的检测装置，其特征在于，包括宽谱光源，第一光纤耦合器，第二光纤耦合器，光衰减器，光延迟线，所述微尺度光纤探针，光谱分析仪，所述第一光纤耦合器通过光路分别连接参考臂和传感臂，所述参考臂由所述光衰减器、光延迟线构成，所述传感臂由所述微尺度光纤探针构成,两臂中传输的光波到达第二光纤耦合器汇合之后进入所述光谱分析仪。

8.一种基于微尺度光纤探针的葡萄糖浓度的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

将多模的所述微尺度光纤探针置于待测葡萄糖溶液中，

宽谱光源发出光波直接耦合进入所述多模的微尺度光纤探针，所述多模的微尺度光纤探针的另一端接入光谱分析仪，光谱分析仪上会显示出干涉光谱；测量干涉光谱的变化，经过信号解调后，获得待测葡萄糖溶液中的葡萄糖含量。

9.根据权利要求8所述基于微尺度光纤探针的葡萄糖浓度的检测方法，其特征在于，所述信号解调包括以下步骤：

寻找所述干涉光谱上的特定级次波谷，用极值法找到该波谷的最低点，

在最低点附近选取一段光谱再进行高斯拟合，获得波谷的中心波长，

然后以葡萄糖的浓度为横轴，波谷在光谱上的位置为纵轴，画出散点图做线性拟合，获得光谱漂移随葡萄糖浓度变化的曲线，曲线的斜率就为灵敏度；将所述干涉光谱与葡萄糖浓度为0时的干涉光谱作对比，获得特定级次波谷的中心波长在光谱上位置的漂移量，所述漂移量与所述灵敏度的乘积即被测的葡萄糖溶液的浓度。

10.一种基于微尺度光纤探针的葡萄糖浓度的检测装置，其特征在于，包括宽谱光源，多模的所述微尺度光纤探针，光谱分析仪，依次连接光路。