一种基于硫系玻璃光纤的生物传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于硫系玻璃光纤的生物传感器及其制备方法，该生物传感器包括傅里叶红外光谱仪、1×2光纤光开关、参考光纤、传感光纤、Y型耦合器和红外探测器，该生物传感器的制备方法包括传感光纤的制备和基于硫系玻璃光纤的生物传感器的搭建等方法。本发明专利技术生物传感器结合了锥形硫系玻璃光纤与表面修饰功能层的优良特性，通过去除硫系玻璃光纤的部分包层，在增加倏逝波的透射深度的同时，保证硫系玻璃光纤不易被折断，较普通锥形光纤有较大的机械强度，而且损耗较小。本发明专利技术生物传感器灵敏度高，例如对甲苯水溶液在1937.5 cm

A biosensor based on chalcogenide glass fiber and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种基于硫系玻璃光纤的生物传感器及其制备方法
本专利技术涉及传感装置的制备
，具体是一种基于硫系玻璃光纤的生物传感器及其制备方法。
技术介绍
生物传感器是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器，是由固定化的生物敏感材料作识别元件、适当的理化换能器及信号放大装置构成的分析工具或系统。红外波段的基于光纤的生物传感器因具有不受电磁干扰、耐酸碱腐蚀以及探头结构可微型化等优点而受到青睐。基于石英光纤的生物传感器，具有机械强度高、弯曲性能好和易与光源耦合等优点，在传感领域得到广泛应用。但是石英光纤受基质本身特性的影响，传输及输出激光的波长不可能超过2.2μm，而中红外波段是极其重要的大气窗口，包含很多的分子指纹区，因此迫切需要能够工作在3μm以上的光纤材料。具有低声子能量的重金属硫系玻璃光纤是目前最具潜力的中远红外光纤。常规的硫系玻璃光纤虽然具有极宽的红外透过波长范围，但是其灵敏度较差，需要将其锥形化来增加传感段的面积和倏逝波的透射深度，从而增强其灵敏度。硫系玻璃光纤最常见的制备方法是熔融拉锥法，即将两根(或两根以上)除去涂覆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于硫系玻璃光纤的生物传感器，其特征在于，包括傅里叶红外光谱仪、1×2光纤光开关、参考光纤、传感光纤、Y型耦合器和红外探测器，所述的傅里叶红外光谱仪与计算机相连，所述的傅里叶红外光谱仪的信号输出端与所述的1×2光纤光开关的输入端相连，所述的1×2光纤光开关的一个输出端与所述的传感光纤的一端相连，所述的传感光纤的另一端与所述的Y型耦合器的一个输入端相连，所述的1×2光纤光开关的另一个输出端与所述的参考光纤的一端相连，所述的参考光纤的另一端与所述的Y型耦合器的另一个输入端相连，所述的Y型耦合器的输出端与所述的红外探测器的输入端相连，所述的红外探测器的输出端与所述的傅里叶红外光谱仪的信号输入...

【技术特征摘要】
1.一种基于硫系玻璃光纤的生物传感器，其特征在于，包括傅里叶红外光谱仪、1×2光纤光开关、参考光纤、传感光纤、Y型耦合器和红外探测器，所述的傅里叶红外光谱仪与计算机相连，所述的傅里叶红外光谱仪的信号输出端与所述的1×2光纤光开关的输入端相连，所述的1×2光纤光开关的一个输出端与所述的传感光纤的一端相连，所述的传感光纤的另一端与所述的Y型耦合器的一个输入端相连，所述的1×2光纤光开关的另一个输出端与所述的参考光纤的一端相连，所述的参考光纤的另一端与所述的Y型耦合器的另一个输入端相连，所述的Y型耦合器的输出端与所述的红外探测器的输入端相连，所述的红外探测器的输出端与所述的傅里叶红外光谱仪的信号输入端相连，所述的参考光纤和所述的传感光纤均为硫系玻璃光纤，所述的硫系玻璃光纤的结构包括自内而外依次设置的纤芯、包层和涂覆层，所述的传感光纤的中部设有检测区，所述的检测区的涂覆层和部分包层被去除，仅保留厚度一定的包层作为待修饰层，所述的待修饰层的表面设有氧化石墨烯功能层；该生物传感器使用时，傅里叶红外光谱仪发出的光源进入1×2光纤光开关分为两路，其中一路进入参考光纤并输出一路参考信号，另一路进入传感光纤并输出一路传感信号，红外探测器捕获参考信号和传感信号并传输给计算机，由计算机分别解析参考信号和传感信号，分别得到参考光谱S1和传感光谱S2，以传感光谱S2除以参考光谱S1，即得到待检测物的红外光谱图。


2.根据权利要求1所述的一种基于硫系玻璃光纤的生物传感器，其特征在于，所述的硫系玻璃光纤的包层外径为150～300μm，纤芯外径为10～100μm。


3.根据权利要求1所述的一种基于硫系玻璃光纤的生物传感器，其特征在于，所述的硫系玻璃光纤为As2S3、As2Se3、Ge-As-Se或Ge-As-S硫系玻璃光纤。


4.根据权利要求1所述的一种基于硫系玻璃光纤的生物传感器，其特征在于，所述的傅里叶红外光谱仪的测量范围为7800～350cm-1。


5.权利要求1-4中任一项所述的一种基于硫系玻璃光纤的生物传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)传感光纤的制备
(1-1)硫系玻璃光纤的包层腐蚀
a)将浓硫酸与双氧水按照一定的体积比混合配制成混合溶液，先冷却至室温，再加热至85～90℃，备用；
b)截取一段硫系玻璃光纤，在其中部选定具有一定长度的区域作为待腐蚀区，将待腐蚀区浸泡在二氯甲烷溶液中，去除待腐蚀区表面的部分涂覆层，再用酒精和去离子水清洁待腐蚀区的表面，备用；
c)将已去除部分涂覆层的硫系玻璃光纤固定在光纤夹具上，在25～50℃的环境温度下，通过步骤a)中配制的混合溶液对硫系玻璃光纤的待腐蚀区进行化学腐蚀，去除待腐蚀区表面的剩余涂覆层和部分包层后，将硫系玻璃光纤取出并将其两端固定在载玻片上，用去离子水和酒精清洗硫系玻璃光纤的被腐蚀区表面，干燥后即...

【专利技术属性】
技术研发人员：张培晴，齐倩玉，王磊磊，周伟杰，马文强，宋宝安，张巍，王训四，戴世勋，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33