[发明专利]一种多通道倏逝波全光纤生物传感器

说明书

本发明涉及一种多通道倏逝波全光纤生物传感器，其特征在于，该生物传感器包括流动进样系统、光学系统以及控制电路与信号处理系统；半导体激光器发出的激光准直后分成若干束光，每一束光均经相应全光纤系统发射到相应样品池，每一光纤探头经激发产生荧光，产生的荧光信号经全光纤系统收集过滤后发射到光电探测器组，光电探测器组将收集的所有光纤探头表面的荧光信号转换成电流信号，多路电流信号依次经微信号模拟前置放大器和多路锁相放大器处理后发送到计算机，实现对样品多指标的同时定量分析；计算机还通过并行处理模块连接协同控制模块，并行处理模块还通过脉冲信号发生器连接半导体激光器，协同控制模块并联连接蠕动泵和十位阀。

技术领域

本发明是关于一种基于全内反射倏逝波原理和荧光分析原理的多通道倏逝波全光纤生物传感器。

背景技术

环境监测作为环境保护工作中不可或缺的步骤，它可以对影响环境质量的各因素进行科学的测定。目前，水环境中的微量有毒污染物仍缺乏经济实用的分析检测仪器和分析方法，当前大都采用传统的实验室仪器分析方法(例如气相色谱、液相色谱等)分析有毒风险物质，而这些仪器通常只能针对某一类物质进行检测，因此如果需要对有机污染物、重金属类和生物毒素类三类异构的毒性物质进行检测，需要同时装备原子吸收仪、HPLC、UPLC、ICP-MS(Inductively coupled plasma mass spectrometry)电感耦合等离子体质谱，虽然这些仪器具有较高的成熟度和精密度，但是因为这些检测仪器尺寸的局限，不能够进行原位实时检测，而且价格昂贵，操作复杂，需预处理，这不仅对于中国经济欠发达地区来说难以实现，对中国东部经济发达地区在经济上也是沉重负担。因此研发和生产具有自主知识产权的相对廉价和使用方便的可同时检测多种分析物的科学仪器在中国环境监测仪器技术领域中具有重要的现实需求。

依据全内反射荧光原理的生物传感器大多是光纤倏逝波生物传感器，现有技术中公开了单指标光纤生物传感器。单指标光纤生物传感器结构较为简单，易于实现小型化。如图1所示，单指标光纤生物传感器原理是：一束光线以适当的角度进入光纤时，会以全反射方式在光纤中传播，产生一种横贯光纤的波，通过光纤与其它介质的交接处传出光纤，这种波随传播快速衰减，称为倏逝波，该倏逝波是一种能量波，其透射深度通常只有数十至几百纳米。在倏逝波存在的范围内，通过吸附或以生物亲和反应而连接到光纤探头表面上的生物敏感元件，当倏逝波穿过生物敏感元件时，或产生光信号(如标记有荧光分子的生物物质被激发并产生荧光)，或导致倏逝波与光纤内传播光线的强度、相位或频率改变。测量这些变化，即可获得生物敏感元件或者光纤变化的信息，即生物敏感元件与分析物相互作用的信息，当荧光分子被激发时，此荧光强度与生物物质的浓度具有定量的关系，从而可以实现对生物物质的定量测定，依据此原理的倏逝波全光纤生物传感器具有灵敏度高、生物特异性强；操作简单、测定速度快的优点，但是现有的单指标光纤生物传感器一次只能检测一项指标，使用范围存在一定的局限性。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够实现多指标同步测定的多通道倏逝波全光纤生物传感器。