[发明专利]增敏型microRNA光纤传感装置及制作、测量方法

权利要求书

1.一种增敏型microRNA光纤传感装置，其特征在于，所述的光纤传感装置包括锥形微纳光纤干涉仪(1)、氧化石墨烯spacer层(2)、纳米硫化铜(3)和单链DNA探针(4)，其中，

所述的锥形微纳光纤干涉仪(1)作为光纤传感探头与外部的单模光纤熔接；所述的氧化石墨烯spacer层(2)在锥形微纳光纤干涉仪(1)的侧面上组装成单层膜；所述的纳米硫化铜(3)通过静电吸引作用组装于氧化石墨烯spacer层(2)表面，并与氧化石墨烯spacer层(2)共同构成具有局域等离子共振能量增强效应的界面层；所述的单链DNA探针(4)通过共价键作用固定于界面层的表面，其中通过共振峰落在光源区域的纳米硫化铜的局域表面等离子激元效应，增强倏逝场能量；

当固定有单链DNA探针(4)的光纤传感探头浸入含有微小RNA的溶液中，并将光源输入到锥形微纳光纤干涉仪(1)中，利用锥形微纳光纤干涉仪(1)的倏逝波对外界环境变化敏感的特性，对微小RNA与单链DNA探针(4)的特异性结合所引起的折射率变化进行检测。

2.根据权利要求1所述的增敏型microRNA光纤传感装置，其特征在于，所述的锥形微纳光纤干涉仪(1)具有一个均匀区以及位于均匀区两端的过渡区，并且过渡区和均匀区形成干涉结构。

3.根据权利要求1所述的增敏型microRNA光纤传感装置，其特征在于，所述的纳米硫化铜(3)的消光光谱调控在1500-1600nm范围内。

4.根据权利要求1所述的增敏型microRNA光纤传感装置，其特征在于，所述的锥形微纳光纤干涉仪(1)的直径为5-10微米，使纤芯的少部分能量得以倏逝场到干涉仪表面形成倏逝场。

5.根据权利要求1所述的增敏型microRNA光纤传感装置，其特征在于，所述的光源为1500～1600nm波段的宽带光。

6.一种增敏型microRNA光纤传感装置的制作方法，其特征在于，所述的制作方法包括下列步骤：

S1、将光敏光纤在火焰上拉制成直径5-10微米的锥形微纳光纤干涉仪(1)，将锥形微纳光纤干涉仪(1)作为光纤传感探头与外部的单模光纤熔接；

S2、将氧化石墨烯置于去离子水中形成悬浮液，使锥形微纳光纤干涉仪(1)表面产生正电荷，将表面带有正电荷的锥形微纳光纤干涉仪(1)浸泡于悬浮液中，提拉干燥形成修饰在锥形微纳光纤干涉仪(1)表面的氧化石墨烯spacer层(2)；

S3、将颗粒状的纳米硫化铜(3)进行表面氨基化，通过与氧化石墨烯层之间的静电吸引力，使纳米硫化铜(3)均匀固定在氧化石墨烯spacer层(2)的表面，形成具有局域等离子共振能量增强效应的界面层，其中通过共振峰落在光源区域的纳米硫化铜的局域表面等离子激元效应，增强倏逝场能量；

S4、将已修饰氧化石墨烯spacer层和纳米硫化铜的锥形微纳光纤干涉仪(1)先浸入戊二醛溶液，再浸入含有单链DNA探针的溶液中，利用单链DNA链端氨基与戊二醛反应，使单链DNA探针以共价键形式固定在界面层上，形成可用于microRNA序列识别的光纤传感探头。

7.根据权利要求6所述的增敏型microRNA光纤传感装置的制作方法，其特征在于，所述的步骤S3中，

使用溶剂热法合成颗粒状的纳米硫化铜(3)，控制其尺寸及形貌，使其等离子共振峰落在1500-1600nm范围内。

8.根据权利要求6所述的增敏型microRNA光纤传感装置的制作方法，其特征在于，所述的步骤S3中，

使用硅烷偶联剂对硫化铜进行表面处理，使其表面带上氨基，将已修饰氧化石墨烯spacer层(2)的光纤传感探针浸入氨基化的纳米硫化铜分散液中，利用静电吸引力使纳米硫化铜颗粒均匀平铺于氧化石墨烯spacer层(2)上。