[实用新型]一种光纤长程表面等离子体共振生物传感器及传感系统

说明书

本实用新型提出了一种光纤长程表面等离子体共振生物传感器及传感系统，所述传感器包括去除涂覆层的侧边抛磨大芯径光纤，在大芯径光纤侧边抛磨的抛磨面上镀有匹配层，所述匹配层表面镀金属膜，所述金属膜通过偶联剂固定抗体，所述抗体与抗原结合。本实用新型提供的多巴胺修饰的光纤长程表面等离子体共振生物传感器是基于长程表面等离子体共振，相比于常规表面等离子体共振而言，长程表面等离子体在待测物中的穿透深度更深，在金属层与待测物分界面之间的传播距离更长。因此传感器灵敏度和检测精度更高。

技术领域

本实用新型涉及低浓度生物溶液检测技术领域，特别涉及一种光纤长程表面等离子体共振生物传感器及传感系统。

背景技术

目前用于低浓度的核酸、蛋白质等生物溶液的检测技术中，电化学法灵敏度低、稳定性较差；酶联免疫法对酶的活性和仪器性能的要求高，因此费用较高，而且外界环境温度的变化很可能影响酶的活性；荧光法会对被测物的活性产生影响，并且检测时间较长；商业化的表面等离子体共振仪虽然灵敏度高、稳定性好、能够实现快速检测，但是价格昂贵、体积大、不适合远程测量。因此，光纤表面等离子体共振传感器以其灵敏度高、制作简单、体积小、抗电磁干扰、易于复用形成分布式传感和适合远程测量等优势越来越引起人们广泛的关注。

典型低浓度生物溶液的检测方法为抗原抗体免疫结合法，用于检测分析的生物溶液的浓度一般为μg/mL量级。然而，随着生物量检测技术的快速发展，目前普通光纤表面等离子体共振传感器所能实现的灵敏度和检测精度量级已经不能很好地满足上述检测要求，而是要求传感器要具有更好的传感性能。

实用新型内容

本实用新型的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种光纤长程表面等离子体共振生物传感器及传感系统，解决了现有技术中光纤表面等离子体共振传感器灵敏度不高，半峰宽较宽，检测精度低的技术问题，实现了对低浓度生物溶液的高灵敏度和高检测精度的测量。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种光纤长程表面等离子体共振生物传感器，包括去除涂覆层的侧边抛磨大芯径光纤，在大芯径光纤侧边抛磨的抛磨面上镀有匹配层，所述匹配层表面镀金属膜，所述金属膜通过偶联剂固定抗体，所述抗体与抗原结合。

进一步地，所述匹配层为致密平整的，厚度为100～200nm的，折射率为1.35的Tb(Ⅲ) 含氟有机配合物薄膜。

进一步地，所述金属膜为致密平整的，厚度为30～40nm的金膜。

进一步地，所述偶联剂为致密平整的，厚度为10～20nm的多巴胺薄膜。

进一步地，大芯径光纤侧边抛磨深度52～54μm，抛磨区长度10～12mm，光纤总长度5～10cm。

进一步地，所述大芯径光纤，纤芯折射率1.4678，包层折射率1.4612，纤芯直径105μm，包层直径125μm。

一种光纤长程表面等离子体共振生物传感系统，包括宽谱光源、多模光纤、光谱仪，以及基于上述传感器的光纤传感单元，光纤传感单元输入端通过多模光纤连接宽谱光源，输出端通过多模光纤与光谱仪连接。

进一步地，所述光谱仪为检测波长范围为250nm～1180nm，光学分辨率0.82nm的光谱仪。

进一步地，所述多模光纤的纤芯折射率为1.468，包层折射率为1.461，纤芯直径62.5μm，包层直径125μm，长度为200mm。

进一步地，所述宽谱光源为波长在400nm～1000nm范围内连续变化的无突变的连续谱氘卤灯光源。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：