本实用新型专利技术涉及一种基于光纤菲涅耳反射的菜豆荚斑驳病毒检测系统，所述系统主要由宽带光源、输入光纤、耦合器、输出光纤、测试光纤、样品容器和光谱仪构成；从宽带光源发出的光经输入光纤入射到耦合器后分为两路，其中一路为输出光纤，另一路为已镀上菜豆荚斑驳病毒抗体的测试光纤，浸入装有菜豆荚斑驳病毒抗原溶液的样品容器会发生特异性结合，反射光依次经测试光纤、耦合器和输出光纤入射到光谱仪，不同浓度的菜豆荚斑驳病毒抗原与抗体结合会使反射光衰减峰波长值发生改变，因此通过检测反射光衰减峰波长值就可以实现菜豆荚斑驳病毒的测定。该光纤传感器具有结构简单、测量方便、灵敏度高等优点。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及菜豆荚斑驳病毒检测技术、光纤传感技术，利用的是菜豆荚斑驳 病毒抗体与抗原的特异性结合以及不同浓度的菜豆荚斑驳病毒会使反射光衰减峰波长值 发生改变的方法，具有结构简单、体积小、响应速度快、灵敏度高、安全可靠、直接实时等诸 多优点，它属于光纤生物传感领域。
技术介绍
以光纤传导和收集光信号并进行生物检测的传感器统称为光纤生物传感器，它集 成了光纤传感器本身具有的灵敏度高，抗电磁干扰能力强，耐腐蚀，小巧轻便等优点，也集 成了生物传感器特异性强的优点。 菜豆荚斑驳病毒是危害大豆等豆科植物的重要病毒，对大豆的生长具有很大的危 害性，会导致大豆的大面积减产甚至是绝产。在使用传统反转录聚合酶链式反应技术用于 菜豆荚斑驳病毒检测中依旧存在着不能定量分析、实验步骤多、操作复杂，实验时间长等不 足，还很难实现在线实时检测。这些缺点限制了菜豆荚斑驳病毒的有效检测。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服上述产生的问题，满足人们的需求，提出一种测定 菜豆荚斑驳病毒的光纤传感系统，该系统结构简单、设计合理，成本低廉、直接实时、结果有 效准确。 为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种测定菜豆荚斑驳病毒的光 纤传感系统，由宽带光源、输入光纤、親合器、输出光纤、测试光纤、样品容器和光谱仪构成。 从宽带光源发出的光经输入光纤入射到耦合器后分为两路，其中一路为输出光纤，另一路 为已镀上菜豆荚斑驳病毒抗体的测试光纤，浸入装有菜豆荚斑驳病毒抗原溶液的样品容器 发生特异性结合，反射光依次经测试光纤、耦合器和输出光纤入射到光谱仪，通过检测反射 光衰减峰波长值实现菜豆荚斑驳病毒的测定。 本技术所述的输入光纤、输出光纤均是普通单模光纤，纤芯直径是8. 3 μm，包 层直径是125 μ m ;测试光纤是倾斜光纤光栅。 本技术所述的光谱仪用作接收光源，光谱的分辨率为0.0 lnm。 本技术所述的测试光纤的端面镀上一层银膜增加反射率，并在光纤的表面修 饰上长为20nm、宽为IOnm的纳米金棒；利用硅烷偶联剂在纳米金棒的表面修饰上菜豆荚斑 驳病毒抗体，其与待测的菜豆荚斑驳病毒抗原具有特异性吸附能力，因此可以用来实现测 定菜豆荚斑驳病毒。 本技术所述的测试光纤反射谱干涉满足 其中中]^和I 2分别表不光纤纤芯模和包层模的光强，λ表不空气中的自由空间 光波长，L表示光纤的长度，<f.、分别表示为纤芯模和第j阶包层模的有效折射率， 与入射波长有关但不随外界浓度的改变而改变，<?7为光纤包层中第j阶模式的有效折射 率，跟入射波长和外界浓度都有关。当不同浓度的菜豆荚斑驳病毒抗原溶液与抗体接触作 用时，会直接改变《1·，从而使光谱图上的波形发生变化，从光谱图上看到的则是干涉波长 的移动，通过检测衰减峰波长值就可以达到测定菜豆荚斑驳病毒浓度的目的。 本技术所具有的特点优势为：1.所有仪器材料都很普遍，系统结构简单； 2.对菜豆荚斑驳病毒测定直接实时，且操作简单；3.所有操作都没涉及危险药品，安全可 与巨〇【附图说明】 图1为本技术的结构示意图 图2为本技术的测试光纤实验原理图 图3为本技术不同浓度菜豆荚斑驳病毒的反射光谱图【具体实施方式】 本技术适用的温湿度条件为：> 15°C，0_90% RH。 如图1所示，它是一种测定菜豆荚斑驳病毒的光纤传感器系统。 从宽带光源（1)发出的光经输入光纤（2)入射到耦合器（3)后分为两路，其中一 路为输出光纤（4)，另一路为已镀上菜豆荚斑驳病毒抗体的测试光纤(6)，浸入装有菜豆荚 斑驳病毒溶液的样品容器（7)会发生特异性结合，反射光依次经测试光纤(6)、耦合器（3) 和输出光纤（4)入射到光谱仪（5)，通过检测反射光衰减峰波长值大小，拟合计算出反射光 衰减峰波长值与菜豆荚斑驳病毒浓度的关系，从而达到检测菜豆荚斑驳病毒浓度的目的。 如图2所示，为测试光纤实验原理图，在测试光纤的端面镀上一层银模，增加光的 反射；在去掉包层的光纤表面利用硅烷偶合剂修饰上长为20nm、宽为IOnm的纳米金棒，并 利用巯基烷酸在纳米金球的表面修饰上菜豆荚斑驳病毒抗体，在将适量的牛血清蛋白溶液 滴加到测试光纤的表面，从而起到封闭纳米金棒之间空隙的作用；当不同浓度的菜豆荚斑 驳病毒抗原与修饰上菜豆荚斑驳病毒抗体的测试光纤充分接触时，菜豆荚斑驳病毒的抗体 和抗原就会发生特异性结合。 如图3所示，为不同浓度菜豆荚斑驳病毒抗原的反射光谱图。此处仅以两个浓度 0.0 lM和0. 05M为例，随着菜豆荚斑驳病毒抗原浓度的增加，反射光衰减峰对应的波长值变 大，产生明显的红移的现象，因此通过检测反射光衰减峰波长值就可以实现对菜豆荚斑驳 病毒浓度的测定。 本领域技术人员清楚地知道，根据本技术的方法，可以对其他生物传感领域 如具体某些病毒检测、抗原抗体的特异性结合等等，宽带光源、测试光纤、耦合器和光谱仪 可以进行新的统一搭配，装置结构可以进行优化设计，本技术的保护范围并不局限于 以上实施例。【主权项】1. 一种基于光纤菲涅耳反射的菜豆荚斑驳病毒检测系统，其特征是：由宽带光源（1)、 输入光纤（2)、親合器（3)、输出光纤（4)、光谱仪（5)、测试光纤（6)和样品容器（7)构成； 从宽带光源（1)发出的光经输入光纤（2)入射到耦合器（3)后分为两路，其中一路为输出 光纤（4)，另一路为已镀上菜豆荚斑驳病毒抗体的测试光纤（6)，浸入装有菜豆荚斑驳病毒 抗原溶液的样品容器（7)发生特异性结合，反射光会依次经测试光纤(6)、耦合器（3)和输 出光纤（4)入射到光谱仪（5)，不同浓度的菜豆荚斑驳病毒抗原与抗体结合会使反射光衰 减峰波长值发生改变，因此通过检测反射光衰减峰波长值可以实现对菜豆荚斑驳病毒的测 定。2. 根据权利要求1所述的一种基于光纤菲涅耳反射的菜豆荚斑驳病毒检测系统，其特 征是：所述输入光纤（2)、输出光纤（4)均是普通单模光纤，纤芯直径是8. 3 ym，包层直径是 125 ym;测试光纤（6)是倾斜光纤光栅。3. 根据权利要求1所述的一种基于光纤菲涅耳反射的菜豆荚斑驳病毒检测系统，其特 征是：所述光谱仪（5)用作接收光源，分辨率为0.0 lnm。4. 根据权利要求1所述的一种基于光纤菲涅耳反射的菜豆荚斑驳病毒检测系统，其特 征是：测试光纤（6)的端面镀上一层银膜增加反射率，并在光纤的表面修饰上长为20nm、宽 为10nm的纳米金棒。5. 根据权利要求1所述的一种基于光纤菲涅耳反射的菜豆荚斑驳病毒检测系统，其特 征是：利用硅烷偶联剂在已经修饰上纳米金棒的测试光纤（6)表面修饰上菜豆荚斑驳病毒 抗体，其与待测的菜豆荚斑驳病毒抗原具有特异性吸附能力。【专利摘要】本技术涉及一种基于光纤菲涅耳反射的菜豆荚斑驳病毒检测系统，所述系统主要由宽带光源、输入光纤、耦合器、输出光纤、测试光纤、样品容器和光谱仪构成；从宽带光源发出的光经输入光纤入射到耦合器后分为两路，其中一路为输出光纤，另一路为已镀上菜豆荚斑驳病毒抗体的测试光纤，浸入装有菜豆荚斑驳病毒抗原溶液的样品容器会发生特异性结合，反射光依次经测试光纤、耦合器和输出光纤入射到光谱仪，不同浓度的菜豆荚斑驳病毒抗原与抗体本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于光纤菲涅耳反射的菜豆荚斑驳病毒检测系统，其特征是：由宽带光源(1)、输入光纤(2)、耦合器(3)、输出光纤(4)、光谱仪(5)、测试光纤(6)和样品容器(7)构成；从宽带光源(1)发出的光经输入光纤(2)入射到耦合器(3)后分为两路，其中一路为输出光纤(4)，另一路为已镀上菜豆荚斑驳病毒抗体的测试光纤(6)，浸入装有菜豆荚斑驳病毒抗原溶液的样品容器(7)发生特异性结合，反射光会依次经测试光纤(6)、耦合器(3)和输出光纤(4)入射到光谱仪(5)，不同浓度的菜豆荚斑驳病毒抗原与抗体结合会使反射光衰减峰波长值发生改变，因此通过检测反射光衰减峰波长值可以实现对菜豆荚斑驳病毒的测定。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：卞继城，郎婷婷，孔文，金嘉俊，吴梦茹，俞文杰，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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