[发明专利]用于检测胚胎代谢产物的光纤传感器及其制作方法

说明书

本发明公开了一种用于检测胚胎代谢产物的光纤传感器，包括光源、输入光纤、Y型传导光纤、光纤探头、输出光纤、信号接收及处理单元；光源将光传递给输入光纤；输入光纤通过第一光纤适配器与Y型传导光纤的第一分叉端口连接；Y型传导光纤的公共端口通过第二光纤适配器与光纤探头连接；Y型传导光纤的第二分叉端口通过第三光纤适配器与输出光纤连接，输出光纤与信号接收及处理单元连接；光纤探头置于胚胎培养液中，其下端面镀有金属银膜，其侧面沉积有石墨烯层。本发明还提供一种用于检测胚胎代谢产物的光纤传感器的制作方法。本光纤传感器可以实时、无损检测胚胎培养液相关代谢产物浓度，本制作方法能确保光纤传感器的测量精度、灵敏度和稳定性。

技术领域

本发明涉及胚胎代谢产物检测领域，具体涉及一种用于检测胚胎代谢产物的光纤传感器及其制作方法。

背景技术

自动物胚胎工程技术问世以来，如何进行胚胎选择一直是一个重要课题。截至目前，用于胚胎质量评价的唯一仪器还是光学显微镜，选择哪个胚胎进行移植很大程度上依赖于技术人员对胚胎细胞数量、形态外观或者卵裂时间的观察。该方法带有较强的主观性，不能必然反映胚胎的发育潜力。为了获得对发育中胚胎更为直观的认识，诸如对胚胎活体采用植入前基因诊断以及转录组或者蛋白质组鉴定等方法被用于胚胎检测。但这些有创技术需要从胚胎取出单个卵裂球进行分析，会对胚胎的进一步发育以及囊胚形成造成损害。近年来，胚胎培养液成分分析为胚胎质量评估提供了新思路和新观点。目前已成功商业化的胚胎培养液均来自于对胚胎发育环境(如输卵管与子宫)中成分的分析以及对卵裂期胚胎营养需求的确定。在体外培养过程中，胚胎会摄入某些特定物质如氨基酸，同时会释放大量分泌物在细胞外，改变细胞周围的瞬时环境。通过检测胚胎在培养液中分泌或者消耗的因子，可以评估细胞的生理或病理过程，获得能够反映胚胎活力和整体移植潜力的有用信息。因胚胎培养液易于收集和不影响胚胎后续发育等优点，所以培养液成分分析被研究者认为是一个非常有活力与希望的技术。

光纤传感技术是20世纪70年代伴随光纤通信和光电子技术的发展而迅速发展起来的，以光波为传输媒质，通过光纤感知和传输外界被测量信号的新型传感技术。与传统传感器相比，光纤传感器具有抗电磁干扰、电绝缘性好、灵敏度高、质量轻、体积小、可进行远距离实时分析等诸多优点。石墨烯偏振选择吸收传感器对界面处介质成分的微小变化非常敏感，具有免标记、实时监测、样品消耗量少、高灵敏度和高通量检测的优点，已被应用于在表面检测、生物医学、环境监测等诸多领域。但市面上还没有一款用于检测胚胎培养液中胚胎代谢产物的石墨烯偏振选择吸收光纤传感器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于检测胚胎代谢产物的光纤传感器及其制作方法，该光纤传感器可以实时、无损检测胚胎培养液相关代谢产物浓度，该制作方法能确保光纤传感器的测量精度、灵敏度和稳定性。

本发明所采用的技术方案是：

一种用于检测胚胎代谢产物的光纤传感器，包括光源、输入光纤、Y型传导光纤、光纤探头、输出光纤、信号接收及处理单元；光源将光传递给输入光纤；输入光纤通过第一光纤适配器与Y型传导光纤的第一分叉端口连接；Y型传导光纤的公共端口通过第二光纤适配器与光纤探头连接；Y型传导光纤的第二分叉端口通过第三光纤适配器与输出光纤连接，输出光纤与信号接收及处理单元连接；

所述光纤探头置于胚胎培养液中，其纤芯下端面镀有金属银膜，其纤芯侧面沉积有石墨烯层；

从光源发出的光经过输入光纤后耦合进入Y型传导光纤，接着进入光纤探头，激发光纤探头侧壁的石墨烯层产生偏振选择吸收现象，光信号在光纤探头末端的金属银膜处发生反射折回Y型传导光纤，再经过输出光纤进入信号接收及处理单元，计算出胚胎培养液的折射率，进而计算出胚胎培养液中代谢产物的浓度。