微生化芯片上的光探测器制造技术

微生化芯片上的光探测器，包括：光源（１）、样品池（４），其特征在于还包括：光纤（２）、光纤芯（３）、支撑架（５），光纤（２）去掉包层，露出光纤芯（３），样品池（４）中置有光纤芯（３），光纤芯（３）置于样品池（４）的本体上，或光纤芯（３）置于支撑架（５）上。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微机械与集成光学领域，涉及微生化芯片上的光探测器。
技术介绍
吸收光度检测是一种应用广泛的通用光学检测方法，它已成功地应用在生化样品的结构分析和浓度的测量上。微型生化芯片可望把样品池，探测单元以及其它部分集成到一个芯片上，以实现系统的微型化、便携化、消耗样品量微量化。虽然吸收光度检测已经被用于微型生化芯片，但是由于微生化芯片探测池小，导致吸收光程短，吸收光谱的相对灵敏度低，应用受到很大的限制。微生化芯片上的利用光波导耦合困难，制作成本较高。本专利技术的详细内容针对生化芯片上的吸收光度检测存在着样品池小、光程较短、灵敏度低、光波导制作和耦合困难的问题，本专利技术的目的是能够在微流体芯片上集成光度法探测器，能够进一步减小探测池体积，解决要求样品池小与灵敏度高的矛盾，为此，本专利技术将要提供微型化、便携化、消耗样品量微量化、探测灵敏度高的微生化芯片上的光探测器。本专利技术是利用吸收光度法在微流体芯片上集成光探测器。第一种探测器原理为消逝波探测，其结构如实施例图1、2所示图中包括光纤、光纤芯、样品池、支撑架、光源。光纤一侧连接光源，光纤的另一侧连接光谱仪或者其它光电传感器，光纤去掉包层，露出光纤芯，样品池中置有光纤芯，光纤芯置于样品池的本体上，或光纤芯置于支撑架上。本专利技术的工作原理通过剥去光纤的一段光纤包层，使得光纤芯置于样品池的被测样品中。当光源的光耦合进入光纤入射端时，光在光纤芯中发生全反射，此时消逝波进入被探测样品，光纤芯外的消逝场与被探测样品发生作用，输出光强相对减弱，通过比较进入被探测样品前后的光强，可以确定样品吸光度，进而确定样品中某种成分的浓度。第二种探测探测器的原理为透镜直接吸收，其结构如实施例图3、4所示透镜一、支撑结构、端盖、混合沟道、样品池、透镜二，光源。在支撑结构上装配有透镜一、透镜二、端盖，在支撑结构本体上制备混合沟道，有一条带有透镜的光纤端连接于光源，透镜的镜面固定于样品池一侧，透镜二的镜面固定于样品池的另一侧，透镜二的光纤输出端与光谱仪或者其它光电传感器连接。光源的光通过透镜一光纤导入透镜一，透镜一把光纤入射光准直成为平行光，平行光通过样品池后，衰减后的光进入另一个透镜二，透镜二对平行光进行会聚，汇聚光再进入透镜二的光纤导入光纤光谱仪中。由于样品的吸收作用，入射光的不同波长对应的光强有所减弱，通过光谱仪探测出放入样品前后的光谱，就可以确定样品的吸光度，进而确定样品中某种成分的浓度。本专利技术光纤式消逝波探测器，避免了光波导制作和耦合困难的问题，具有探测灵敏度高，制作成本较低的特点。本专利技术透镜式探测器，因为透镜较小，准直光束的直径也较小，这样光束穿过样品池，使得样品池有较小的容积。通过调整两透镜之间的光程，可以直接改变探测的灵敏度。解决了生化芯片上的吸收光度检测存在着样品池小、光程较短、灵敏度低等问题。本专利技术在微流体芯片上集成光度法探测器，能够进一步减小探测池体积，解决要求样品池小与灵敏度高的矛盾，本专利技术提供微型化、便携化、消耗样品量微量化、探测灵敏度高的微生化芯片上的光探测器。本专利技术应用于生化芯片上的吸收光谱分光光度分析。附图说明图1是消逝波探测专利技术实施例的主视2是消逝波探测专利技术实施例的俯视3是透镜直接吸收专利技术实施例的主视4是透镜直接吸收专利技术实施例的俯视图具体实施例方式第一种探测器包括光源1、光纤2、光纤芯3、样品池4、支撑架5。光纤2采用多模光纤或单模光纤。在光纤2去掉包层后，露出光纤芯3。样品池4采用PDMS聚合物、塑料、玻璃等材料。支撑架5采用硅、玻璃或者塑料等材料。光纤芯3直接置于样品池4中，也可以将光纤芯3置于支撑架5上。光源1可以采用卤钨灯或者激光光源。第二种探测器包括端盖6、支撑结构7、透镜一8、光源9、混合沟道10、样品池11、透镜二12。透镜一8和透镜二12采用自聚焦透镜或微透镜等，也可以采用自聚焦透镜和微透镜，或透镜一8和透镜二12两个都采用微透镜。支撑结构7采用硅、玻璃或者塑料等材料。端盖6和样品池11采用PDMS聚合物、塑料、玻璃等材料。在端盖6本体上制备有混合沟道10，混合沟道10的尺寸根据实际需要来选择，本实施例选择为300微米×200微米。光源9可以采用卤钨灯或者激光光源。权利要求1.微生化芯片上的光探测器，包括光源(1)、样品池(4)，其特征在于还包括光纤(2)、光纤芯(3)、支撑架(5)，光纤(2)去掉包层，露出光纤芯(3)，样品池(4)中置有光纤芯(3)，光纤芯(3)置于样品池(4)的本体上，或光纤芯(3)置于支撑架(5)上。2.微生化芯片上的光探测器，包括端盖(6)、光源(9)、样品池(11)，其特征在于还包括支撑结构(7)、透镜一(8)、混合沟道(10)、透镜二(12)，在支撑结构(7)上装配有透镜一(8)、透镜二(12)、端盖(6)，在支撑结构(7)本体上制备混合沟道(10)，有一条带有透镜(8)的光纤端连接于光源(9)，透镜(8)的镜面固定于样品池(11)一侧，透镜二(12)的镜面固定于样品池(11)的另一侧，透镜二(12)的光纤输出端与光谱仪或者其它光电传感器连接。全文摘要本专利技术属于微机械与集成光学领域，涉及微生化芯片上的光探测器。第一种探测器包括光源1、光纤2、光纤芯3、样品池4、支撑架5。第二种探测器包括端盖6、支撑结构7、探测器透镜一8、光源9、混合沟道10、样品池11、透镜二12。本专利技术光纤消逝波探测器，避免了光波导制作和耦合困难的问题，具有探测灵敏度高，制作成本较低的特点。本专利技术透镜式探测器，因为透镜较小，准直光束的直径也较小，这样光束穿过样品池，使得样品池有较小的容积。通过调整两透镜之间的光程，可以直接改变探测的灵敏度。本专利技术的光纤消逝波探测器、透镜式探测器应用于生化芯片上的吸收光谱分光光度分析。文档编号G01N21/31GK1546990SQ200310115909公开日2004年11月17日 申请日期2003年12月11日 优先权日2003年12月11日专利技术者吴一辉, 李锋, 张平, 王淑荣 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 中国科学院长春光学精密机械与物理研本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴一辉，李锋，张平，王淑荣，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：