分子印迹微纳光纤干涉型增塑剂传感器、传感方法及制作方法技术

本发明专利技术公开了一种分子印迹微纳光纤干涉型增塑剂传感器、传感方法及制作方法，传感器包括宽带光源、入射光纤、聚多巴胺分子印迹膜层涂覆的微纳光纤级联干涉仪、出射光纤以及光谱分析仪；宽带光源与入射光纤的左端连接，入射光纤右端中心与微纳光纤级联干涉仪左端相连，微纳光纤级联干涉仪右端与出射光纤左端相连，出射光纤右端与光谱分析仪连接；微纳光纤级联干涉仪作为测量增塑剂浓度的传感探头。本发明专利技术增塑剂传感器制作简单，结构紧凑，在生化传感领域灵敏度有较大优势，控制多芯光纤直径可获得不同灵敏度的折射率传感器。可获得不同灵敏度的折射率传感器。可获得不同灵敏度的折射率传感器。

【技术实现步骤摘要】
分子印迹微纳光纤干涉型增塑剂传感器、传感方法及制作方法


[0001]本专利技术属于增塑剂传感器
，具体涉及分子印迹微纳光纤干涉型增塑剂传感器、传感方法及制作方法。

技术介绍

[0002]随着化学工业的快速发展，增塑剂被广泛应用于多个领域用来提高塑料制品的质量，如食品包装、日常用品等。但实际应用中极易发生泄露融入复杂环境导致其较难检测，因此对传感器检测灵敏度与识别能力提出了要求。近年来，在各式各异的增塑剂检测方案中，荧光分析技术、传统GC、HPLC、GC
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MS、近红外分析和拉曼等分析方法可以达到较好的检测效果与选择性识别效果。但是在这些传感检测器件的制作过程中，需要采用大量的化学用品溶剂，通过众多的化学反应来进行制备，而在这样的过程中对于传感器本身的污染是不可避免的。进一步的，对于结果检测需要使用昂贵的分析仪器，并且它们对于环境因素要求极高，整体方案过于冗余复杂。
[0003]分子印迹技术(Molecular Imprinting Technology，MIT)也称分子模板技术，是一种能按需构建特异性识别腔体的技术。聚多巴胺具有可调控表面化学特性、制备条件简易和高度的亲和性的优秀性能，在表面分子印迹
的潜力逐渐显露，其通过与表面分子印迹技术的结合，聚多巴胺与分子印迹互相结合了其优点，补足了表面印迹实验过程中涉及的反应液残留污染器件影响，而且大大扩充了印迹膜层制备过程中的精细条件控制，使在二次修饰功能或者更多次的功能补充提供了余地。
[0004]微纳光纤器件由于其亚波长的尺寸和高灵敏度、稳定性，在研究复合材料在外部刺激下的传感机理方面具有重要意义。微纳光纤级联干涉仪是一种基于微纳米级光纤制备技术的光学元件，微纳光纤级联干涉仪可以将光场限制在极小的区域内，增强光场与外部环境的相互作用，从而提高传感器的灵敏度和选择性。虽然微纳光纤级联干涉仪具有直观的信号输出与高灵敏度，是作为传感检测方法的良好平台，但其本身不能识别增塑剂，因此还需要进行进一步的功能修饰。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种分子印迹微纳光纤干涉型增塑剂传感器、传感方法及制作方法。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]分子印迹微纳光纤干涉型增塑剂传感器，包括宽带光源、入射光纤、聚多巴胺分子印迹膜层涂覆的微纳光纤级联干涉仪、出射光纤以及光谱分析仪；
[0008]宽带光源与入射光纤的左端连接，入射光纤右端中心与微纳光纤级联干涉仪左端相连，微纳光纤级联干涉仪右端与出射光纤左端相连，出射光纤右端与光谱分析仪连接；
[0009]微纳光纤级联干涉仪作为测量增塑剂浓度的传感探头。
[0010]本专利技术还包括基于提供的分子印迹微纳光纤干涉型增塑剂传感器的传感方法，包括以下步骤：
[0011]将分子印迹微纳光纤级联干涉仪传感器的传感区域放置在待测增塑剂溶液中，记录光谱分析仪中的干涉光谱；
[0012]对比干涉光谱具体峰值的波长漂移，获取数据中对应的浓度，进而得出待测增塑剂样品的浓度。
[0013]本专利技术还包括基于提供的分子印迹微纳光纤干涉型增塑剂传感器的制作方法，包括以下步骤：
[0014]通过电弧放电提供高温，使光纤被加热至熔融状态，两端马达同步运行拉制微纳光纤；
[0015]将微纳光纤依靠马达移动至电极所在位置，进行逐位置重复放电，制备得到微纳光纤级联干涉仪；
[0016]在微纳光纤级联干涉仪上分别进行食人鱼溶液和20％APTES含量酒精溶液修饰；
[0017]将微纳光纤级联干涉仪浸入多巴胺分子印迹聚合中液进行聚多巴胺分子印迹膜层聚合涂覆；
[0018]将已完成分子印迹膜层涂覆的传感器件进行模板分子洗脱。
[0019]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
[0020]1、本专利技术传感器在加工过程中简单地将分子印迹膜层通过多巴胺在碱性环境中的自聚合行为黏附修饰在微纳光纤级联干涉仪的传感功能区域表面，通过利用了微纳光纤大倐逝场与高灵敏干涉现象，结合聚多巴胺分子印迹的特异性识别功能与化学环境稳定性，得到高灵敏度的传感器，在增塑剂传感检测方面具有较大潜力。
附图说明
[0021]图1是本专利技术传感器的结构示意图；
[0022]图2是微纳光纤级联干涉仪示意图；
[0023]图3是聚多巴胺分子印迹膜层黏附修饰后的示意图；
[0024]图4是本专利技术传感器传感方法的流程图；
[0025]图5是本专利技术传感器制作方法的流程图；
[0026]图6是实施例中传感器对应的光谱图；
[0027]图7是实施例中传感器对应增塑剂的浓度变化的干涉光谱漂移图；
[0028]附图标号说明：1
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宽带光源；2
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入射光纤；3
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微纳光纤级联干涉仪；4
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出射光纤；5
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光谱分析仪；131
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聚多巴胺分子印迹膜层；132
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微纳光纤级联干涉仪传感区域；141
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微纳光纤级联干涉仪包层；142
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微纳光纤级联干涉仪纤芯；143
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聚多巴胺分子印迹聚合膜层。
具体实施方式
[0029]下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0030]实施例
[0031]如图1所示，本专利技术，分子印迹微纳光纤干涉型增塑剂传感器，包括宽带光源1、入
射光纤2、聚多巴胺分子印迹膜层涂覆的微纳光纤级联干涉仪3、出射光纤4以及光谱分析仪5；宽带光源与入射光纤的左端连接，入射光纤右端中心与微纳光纤级联干涉仪左端相连，微纳光纤级联干涉仪右端与出射光纤左端相连，出射光纤右端与光谱分析仪连接；微纳光纤级联干涉仪作为测量增塑剂浓度的传感探头。
[0032]如图2和图3所示，微纳光纤级联干涉仪具有强倏逝场、超低的弯曲损耗和精巧结构，微纳光纤级联干涉仪由三个以上的微纳光纤锥构成；微纳光纤级联干涉仪传感区域132的光滑表面可作为聚多巴胺分子印迹膜层131的附着平台；微纳光纤级联干涉仪均匀区直径为6
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15μm，锥区直径为4
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12μm，周期大小为0.2
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1mm，整体长度为3
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10mm，微纳光纤级联干涉仪纤芯142位于微纳光纤级联干涉仪包层141最中心位置。
[0033]利用多巴胺在碱性条件下的自聚合行为与模板分子结合形成聚多巴胺分子印迹聚合膜层143，本实施例中，聚多巴胺分子印迹聚合膜层厚度为30
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100nm，由于其强粘附性可在微纳光纤级联干涉仪表面进行涂覆。
[0034]入射光纤和出射光纤为标准单模光纤，单模光纤纤芯直径为8
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10μm(本实施例中为8μm)，包层直径为125本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.分子印迹微纳光纤干涉型增塑剂传感器，其特征在于，包括宽带光源、入射光纤、聚多巴胺分子印迹膜层涂覆的微纳光纤级联干涉仪、出射光纤以及光谱分析仪；宽带光源与入射光纤的左端连接，入射光纤右端中心与微纳光纤级联干涉仪左端相连，微纳光纤级联干涉仪右端与出射光纤左端相连，出射光纤右端与光谱分析仪连接；微纳光纤级联干涉仪作为测量增塑剂浓度的传感探头。2.根据权利要求1所述的分子印迹微纳光纤干涉型增塑剂传感器，其特征在于，微纳光纤级联干涉仪由三个以上的微纳光纤锥构成，均匀区直径为6
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15μm，锥区直径为4
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12μm，周期大小为0.2
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1mm，整体长度为3
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10mm，微纳光纤级联干涉仪纤芯位于光纤最中心位置。3.根据权利要求1所述的分子印迹微纳光纤干涉型增塑剂传感器，其特征在于，聚多巴胺分子印迹聚合膜层厚度为30
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100nm。4.根据权利要求1所述的分子印迹微纳光纤干涉型增塑剂传感器，其特征在于，入射光纤和出射光纤为标准单模光纤，单模光纤纤芯直径为8
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10μm，包层直径为125μm。5.根据权利要求1所述的分子印迹微纳光纤干涉型增塑剂传感器，其特征在于，入射光纤与微纳光纤级联干涉仪为无偏心连接，微纳光纤级联干涉仪和出射光纤为无偏心连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，柴正南，孙立朋，武创，关柏鸥，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：