一种基于TFBG-SPR的蛋白质检测光纤传感器制造技术

技术编号:13359385 阅读:98 留言:0更新日期:2016-07-17 17:54
本发明专利技术公开了一种基于TFBG‑SPR的蛋白质检测光纤传感器,由宽带光源,偏振控制器,传输光纤,传感器,TFBG,表面生物分子识别膜,光谱仪组成。宽带光源和偏振控制器相连,偏振控制器通过传输光纤与传感器左端相连,传感器右端通过传输光纤与光谱仪相连。宽带光源发射的光束通过偏振控制器调整偏振态后入射到传感器中,由于传感器内刻有TFBG,前向传导的入射光被有效激发至包层模,当待测样品中有能够与表面的生物分子识别膜相互作用的分子,会引起金膜表面折射率变化,导致SPR信号变化,通过光谱仪检测SPR信号变化,从而检测出蛋白质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光纤传感
,具体涉及一种基于TFBG-SPR的蛋白质检测光纤传感器。
技术介绍
在许多领域中,对低浓度分析物快速并且灵敏的检测是至关重要的,如医学领域、环境监测领域、食品安全等领域。解决这个问题的一个很好的方案是使用光纤传感器,因为光纤传感器有灵敏度高、传输信息大、安全性高等特点。基于倾斜光纤光栅(TFBG)的光纤传感器可以很好的避免使用传统删除包层的方法来测量纤芯中的光照。SPR技术在过去的10年有着长足的发展,应用领域包括薄膜、自组装单分子层的形成及性质,蛋白质、核苷、医药品、表面活性剂等分子间的交互作用。SPR可以实时观测到分子结合、薄膜形成等表面现象,并能给出高灵敏度、高选择性同时最小的非特异结合的信号。FTBG-SPR传感器,可以在一个大范围的外部介质折射率中工作,使得温度交叉敏感性最小的同时也没有破坏光纤结构的完整性。具有低成本和便于携带的特点,而且它可以实时收集现场和远程的测量数据。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术的目的在于提供一种基于TFBG-SPR的蛋白质检测光纤传感器,通过透射光谱中SPR信号强度反应蛋白质浓度,该结构易于实现,灵敏度高。本专利技术通过以下技术方案实现:一种基于TFBG-SPR的蛋白质检测光纤传感器,由宽带光源(1),偏振控制器(2),传输光纤(3),传感器(4),TFBG(5),表面生物分子识别膜(6),光谱仪(7)组成,其特征在于:光源(1)和偏振控制器(2)相连,偏振控制器(2)通过传输光纤(3)与传感器(4)左端相连,传感器(4)右端通过传输光纤(3)与光谱仪(7)相连。所述的传感器(4)用一个纤芯刻有TFBG(5)的标准的单模光纤构成,单模光纤型号为康宁SMF-28,表面均匀镀上金涂层,涂层厚度为50nm,在金涂层外固定一层表面生物分子识别膜(6),具体使用凝血酶核酸适体,工作波长在1520nm-1570nm。所述的TFBG(5)用相位模板法制作的:它需要用248nm的紫外光照到充氢气的裸光纤的表面,光栅的平面倾斜子光纤的纵向轴线10°。所述的光谱仪(7)型号为Si720。本专利技术的工作原理是:宽带光源(1)发射波长1520nm~1570nm的光束,通过偏振控制器(2)调整偏振态后沿传输光纤(3)入射传感器(4)。由于传感器(4)内刻有TFBG(5),前向传导的入射光被有效激发至包层模,当待测物中有能够与表面的生物分子识别膜(6)相互作用的分子,会引起金膜表面折射率变化,导致SPR信号变化,通过光谱仪(7)检测SPR信号变化,从而检测出蛋白质。本专利技术的有益效果是:(1)使用一个普通的标准通信单模光纤(康宁SMF-28),在其内刻有TFBG,消除了温度交叉敏感的影响,有效简化仪器结构,节约了制作成本;(2)单模光纤传输损耗小,可以实现远程测量;(3)光纤光栅的倾角可以调整,测量的范围广;因此,本专利技术具有结构简单,灵敏度高等优点,能够实现对蛋白质的高精度检测,为蛋白质在线监测提供了一种切实可行的方案。附图说明图1是一种基于TFBG-SPR的蛋白质检测光纤传感器的系统原理图。图2是一种基于TFBG-SPR的蛋白质检测光纤传感器中传感头的横截面示意图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。参见附图1,一种基于TFBG-SPR的蛋白质检测光纤传感器,由宽带光源(1),偏振控制器(2),传输光纤(3),传感器(4),TFBG(5),表面生物分子识别膜(6),光谱仪(7)组成,其特征在于:宽带光源(1)和偏振控制器(2)相连,偏振控制器(2)通过传输光纤(3)与传感器(4)左端相连,传感器(4)右端通过传输光纤(3)与光谱仪(7)相连;传感器(4)用一个纤芯刻有TFBG(5)的标准的单模光纤构成,单模光纤型号为康宁SMF-28,表面均匀镀上金涂层,涂层厚度为50nm,在金涂层外固定一层表面生物分子识别膜(6),具体使用凝血酶核酸适体,工作波长在1520nm-1570nm;TFBG(5)用相位模板法制作的:它需要用248nm的紫外光照到充氢气的裸光纤的表面,光栅的平面倾斜于光纤的纵向轴线10°;光谱仪(7)型号为Si720。本专利技术的工作原理是:宽带光源(1)发射波长1520nm~1570nm的光束,通过偏振控制器(2)调整偏振态后沿传输光纤(3)入射传感器(4)。由于传感器(4)内刻有TFBG(5),前向传导的入射光被有效激发至包层模,当待测样品中蛋白质与表面的生物分子识别膜(6)相互作用,会引起金膜表面折射率变化,导致SPR信号变化,通过光谱仪(7)检测SPR信号变化,从而检测出蛋白质。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于TFBG‑SPR的蛋白质检测光纤传感器,由宽带光源(1),偏振控制器(2),传输光纤(3),传感器(4),TFBG(5),表面生物分子识别膜(6),光谱仪(7)组成,其特征在于:光源(1)和偏振控制器(2)相连,偏振控制器(2)通过传输光纤(3)与传感器(4)左端相连,传感器(4)右端通过传输光纤(3)与光谱仪(7)相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于TFBG-SPR的蛋白质检测光纤传感器,由宽带光源(1),偏振控制器(2),传输
光纤(3),传感器(4),TFBG(5),表面生物分子识别膜(6),光谱仪(7)组成,其特征在
于:光源(1)和偏振控制器(2)相连,偏振控制器(2)通过传输光纤(3)与传感器(4)
左端相连,传感器(4)右端通过传输光纤(3)与光谱仪(7)相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于TFBG-SPR的蛋白质检测光纤传感器,其特征在于:所述
的传感器(4)用一个纤芯刻有TFBG(5)的标准的单模光纤构成,单模光纤型号为康宁S...

【专利技术属性】
技术研发人员:帅少杰沈常宇赵昀
申请(专利权)人:中国计量大学
类型:发明
国别省市:浙江;33

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