[实用新型]微结构光纤生化传感器

说明书

本发明公开一种微结构光纤生化传感器。微结构光纤生化传感器，包括输入单模光纤、微结构光纤和高反膜层，输入单模光纤、微结构光纤和高反膜层共同构成了光纤麦克逊干涉仪。微结构光纤的左端与输入单模光纤进行熔接，微结构光纤的右端镀有高反膜层，形成高反射端面；微结构光纤包括包层、第一纤芯、第二纤芯和中空通道；中空通道由包层包裹围成；第一纤芯位于所述中空通道内壁上，能够与中空通道内物质相互作用；第二纤芯位于所述包层内部，无法与外界物质相互作用；功能化基团铺设于第一纤芯的外壁上；功能化基团上结合有生化识别物。本发明能够实现高灵敏的生化物质的检测。

技术领域

本发明属于光纤传感技术领域，特别涉及一种微结构光纤生化传感器。

背景技术

21世纪是生命科学的时代，随着人们对于医疗保健、食品安全和环境污染等问题的重视，生化传感器引起了世界各国的极大关注。迅速扩大的应用范围和迫切的实际需求推动着生物传感器不断发展，同时也对生化传感器提出了更高的要求。

光纤传感器是将测量的变化转化为光纤中传输光参数——光强、波长、相位以及偏振态等的变化，通过测量光纤的输出光来确定被测量的大小。光纤传感器是随着光纤通讯及光纤传感技术等相关技术而飞速发展起来的传感器，而光纤生化传感器则是在光纤传感器的基础上结合生化技术以及生化特性发展起来的新型传感器，在医学和生物学上将会有广泛应用。

光纤生化传感器因其体积小、灵敏度高和可在线测量等特点备受关注，已在生物分子特异性结合检测、环境监控、有害气体检测等领域获得了应用，尤其是无需标记、可实时在线检测、灵敏度高、抗电磁干扰、可远距离传输信号等优势，使光纤生化传感器在其它领域亦具有潜在的应用价值。

光纤生物传感器技术发展了近 30 年的时间，在国外，已经被广泛用于物质测定，比如除草剂、尿蛋白中的刺激性药物、与 VIII 因子相关的抗原、人体 IgG和 IgM、牛血蛋白—包括牛血红蛋白和牛血清蛋白、人体细胞中的红细胞和T淋巴细胞核粒细胞、血清 HIV特异性抗体和血管内皮生长因子等。在国内，检测诸如葡萄球菌肠毒素、胰岛素、甲胎蛋白和日本吸血虫抗体等物质也有采用光纤生物传感器的方案。然而，目前光纤传感器存在几个急需解决的问题：（1）强度解调型传感器的输出信号易受到光源波动、光纤传输损耗变化、探测器老化等因素的影响；（2）传感器的灵敏度不够，在痕量生化物质检测中准确性不高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种微结构光纤生化传感器。

一种微结构光纤生化传感器，包括输入单模光纤、微结构光纤和高反膜层，输入单模光纤、微结构光纤和高反膜层共同构成了光纤麦克逊干涉仪；所述输入单模光纤包括单模光纤纤芯和单模光纤包层；所述微结构光纤的左端与输入单模光纤进行熔接，微结构光纤的右端镀有所述高反膜层，形成高反射端面；所述微结构光纤包括包层、第一纤芯、第二纤芯和中空通道；所述中空通道由包层包裹围成；所述第一纤芯位于所述中空通道内壁上，能够与中空通道内物质相互作用；所述第二纤芯位于所述包层内部，无法与外界物质相互作用；功能化基团铺设于所述第一纤芯的外壁上；所述功能化基团上结合有生化识别物。

所述第一纤芯和所述第二纤芯采用的材料的折射率高于所述包层采用的材料的折射率。

所述高反膜层为能够对传输光束产生高反射效果的金属或多层介质膜。

所述功能化基团采用化学键结合或静电吸附的方式铺设于所述第一纤芯的外壁。

本发明的有益效果：

相比于现有技术，本发明提供了一种微结构光纤生化传感器，其中，微结构光纤生化传感器能够实现生化物质浓度的检测，应用该微结构光纤生化传感器，可极大提高检测灵敏度，从而提高检测精度。

附图说明

图1是本发明一实施方式的微结构光纤生化传感器的结构示意图。

图2是本发明一实施方式的微结构光纤的横截面示意图。