[实用新型]大检测范围多通道光纤SPR微流芯片

说明书

本实用新型属于光纤传感领域，具体涉及一种大检测范围多通道光纤SPR微流芯片，包括顺次连接的半球体三芯光纤端面区、半球体三芯光纤SPR传感区、光纤SPR微流芯片和球状塑料包层光纤SPR传感区；其中，所述半球体三芯光纤端面区由三芯光纤一端面经过多次放电熔球，再端面研磨制成，所述半球体三芯光纤SPR传感区和球状塑料包层光纤SPR传感区分别焊接于光纤SPR微流芯片两侧，所述半球体三芯光纤SPR传感区和球状塑料包层光纤SPR传感区，经放电加热熔融，再施加推力成球，采用本实用新型技术方案的多通道光纤SPR微流芯片，可以方便的控制全反射角，以改变SPR共振波长的工作范围，实现大检测范围检测。

技术领域

本实用新型属于光纤传感领域，具体涉及一种大检测范围多通道光纤SPR 微流芯片。

背景技术

光纤表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance，SPR)传感器已被越来越广泛地用于生物分子相互作用，化学和生物分析物反应等检测。SPR的机理为：当入射光的角度或波长满足某一特定值时，入射光的大部分能量转换成表面等离子体波的能量，反射光能量突然下降，在反射谱上出现共振吸收峰，此时入射角的角度或波长称为SPR共振角度或共振波长，通过准确测量此共振角或共振波长变化，即可得到金属薄膜表面侧物质的折射率变化，而共振角(波长)对金属侧面物质的折射率变化非常敏感，所以光纤SPR传感器具有很高的折射率测量灵敏度。

微流控技术是在微器件和材料加工的基础上发展而来的，在包括医药学、环境保护、生化技术等众多的领域中都得到了很好的应用。微流控技术 (Microfluidics)指的是使用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体(体积为纳升到阿升)的系统。这种微流控系统具有超高的灵敏度、更高的分辨率以及更低的消耗率等优点。

近些年来，随着光纤SPR传感器的不断发展，在众多领域的实验和工业应用中，都显现出了对检测仪器更加微型化、更低的消耗率以及更大检测范围的迫切需求。为了提高SPR的检测效率，将微流控技术与光纤SPR传感器相结合，使得光纤SPR微流芯片同时具有微流控技术和SPR传感机理的某些重要特性，基于微型化，能够对小剂量液体进行快速检测，缩短反应时间，提高检测效率，而且制作成本更加低廉，这使得光纤SPR微流芯片有着更广泛的应用，目前微流控技术与光纤SPR传感器的结合主要面临着检测范围受限的问题，具体来说由于SPR共振波长与全反射角度相关，为改变SPR共振波长的工作范围，通常需要弯曲侧抛光纤以满足SPR共振角度，由于光纤尺寸的特性，不仅使得加工复杂困难，而且能够改变的角度也比较有限；此外现有的微流控芯片由于结构的特性，通常仅能测量高折射率液体或低折射液体，难以同时适应不同折射率的液体，检测的范围有待进一步的提高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种光纤SPR微流芯片，以便于加工成型，同时更方便的控制全反射角，以改变SPR共振波长的工作范围，实现大检测范围检测。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种大检测范围多通道光纤SPR微流芯片，包括半球体三芯光纤端面区及依次的半球体三芯光纤SPR 传感区、光纤SPR微流芯片和球状塑料包层光纤SPR传感区，半球体三芯光纤端面区为三芯光纤一端面经过多次放电熔球，再端面研磨制成，其右侧连接半球状三芯光纤SPR传感区，半球体三芯光纤SPR传感区和球状塑料包层光纤 SPR传感区分别焊接于光纤SPR微流芯片两侧，构造的半球体SPR传感区和球体SPR传感区，经放电加热熔融，再施加推力成球，纤芯纵向直径增大后，更易于侧抛裸露纤芯，传感光线在球体处的全反射角发生变化，不用弯曲侧抛光纤即可满足SPR共振角度，且SPR共振波长与全反射角度相关，通过控制球体的纵向直径来控制全反射角，改变SPR共振波长的工作范围，可实现基于波分复用的多通道折射率检测；本实用新型的光纤SPR微流芯片处，可将光分别从三芯光纤的三个纤芯注入不同波导(高折射率液体、纤芯、包层)中，通过更换微流通道中腔体内的液体折射率，实现待测液体折射率或波导折射率的改变，而SPR共振波长与波导折射率和待测液体折射率差相关，可方便的实现多通道宽范围折射率的液体检测，待测液体量皮升量级即可检测。