【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液体识别检测，特别涉及一种复用光纤葡萄糖荧光传感器及其检测葡萄糖浓度的方法。
技术介绍
1、葡萄糖，作为活细胞的代谢中间体和主要能量来源，在生物体中具有至关重要的作用。其浓度水平直接反映了机体的健康状态，因此葡萄糖监测的重要性不言而喻。这种监测涉及到诸如临床诊断、胚胎发育评估、生物医学研究、食品分析以及环境监测等多个领域。随着人工智能、光纤传感技术和物联网的快速发展，科学家对于葡萄糖传感器性能和应用提出了更高的要求。市面上存在大量葡萄糖检测仪器，包括便携式葡萄糖检测仪和大型生化分析仪。便携式仪器相对便宜，但使用指尖取血可能导致感染风险，对患者的安全构成隐患。大型仪器不适合日常使用，而且价格昂贵，不是多数病患及家属能够承担的。此外，这些仪器的结果可能不够准确，可能影响医生的临床判断。
2、因此，迫切需要研究简单、快速、精确检测葡萄糖的方法，降低检测成本，并开发出便携、精准的葡萄糖检测方法和产品。设计和研发高性能、新型的光纤葡萄糖生物传感器具有重要的科研价值和商业潜力。这不仅可以提高生物监测的精准度，也能为临床医疗和疾病管理提供更加可靠的工具，同时有望推动食品安全和环境保护领域的发展。此外，这种新型传感器的研究和应用还有望推动生物医学工程领域的创新发展，从而助力人类健康事业的进步。
技术实现思路
1、专利技术目的：针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种复用光纤葡萄糖荧光传感器及其检测葡萄糖的方法，通过在光纤上修饰亚甲基蓝分子，构建出可复用的葡萄糖荧光传
2、技术方案：本专利技术提供了一种复用光纤葡萄糖荧光传感器，其制备方法包括以下步骤：
3、s1. 取石英光纤，将其一端的保护层和外包层去除干净并做好标记，对标记端进行清洗；再将其放置于hf溶液中刻蚀处理，在光纤上形成凸凹不平的表面，清洗；将刻蚀处理过的光纤置于koh溶液中第一次浸泡处理，清洗，用氮气吹干，得到羟基化光纤；将所述羟基化光纤置于3-氨基丙基三乙氧基硅烷溶液中第二次浸泡处理，清洗，用氮气吹干，得到氨基化光纤；将所述氨基化光纤置于肝素钠溶液中第三次浸泡处理，清洗，用氮气吹干；
4、s2. 将s1所得光纤置于亚甲基蓝溶液中，在密封避光容器孵化，得复用光纤葡萄糖荧光传感器。
5、本专利技术中，亚甲基蓝作为识别分子，本专利技术中所选识别分子为与待测葡萄糖分子特异性发生氧化还原反应，并且具有识别葡萄糖分子功能的组分。本专利技术制备的复用光纤葡萄糖荧光传感器上修饰的识别分子优选亚甲基蓝。
6、进一步地，s2中，所述亚甲基蓝溶液的浓度为5g/l。
7、进一步地，s2中，所述孵化的具体条件为：孵化时间为10-12h，孵化温度为20-24℃。
8、进一步地，s1中，所述石英光纤的芯径为480μm；所述羟基化光纤的芯径为350μm；
9、s1中，所述hf溶液浓度为20%。
10、进一步地，s1中，刻蚀处理后的光纤表面的凹线的数量为7-8条/cm。
11、进一步地，s1中，所述第一次浸泡处理的具体方法如下：
12、将10mg koh加入120ml的乙醇与80ml的蒸馏水中，混合均匀后将刻蚀处理过的光纤置于该溶液60min，取出，去离子水清洗，用氮气吹干。
13、进一步地，s1中，所述第二次浸泡处理的具体方法如下：
14、将2mg的三乙氧基氯硅烷和2mg的3-氨基丙胺加入100ml的蒸馏水中，混合均匀后将所述羟基化光纤置于该溶液40min，取出，去离子水清洗，用氮气吹干。
15、3-氨基丙基三乙氧基硅烷分子首先在酸性环境下通过其乙氧基基团与光纤sio2表面发生吸附，使得氨基暴露在sio2表面上。然后，氨基与sio2表面羟基的缩合反应，生成硅-氧-硅键。
16、进一步地，s1中，所述第三次浸泡处理的具体方法如下：
17、将5mg肝素钠加入200ml的生理盐水溶液中，混合均匀后将所述氨基化光纤置于该溶液中40min，取出，去离子水清洗，用氮气吹干。
18、本专利技术还提供一种检测葡萄糖浓度的方法，包括以下步骤：
19、s1：将上述任意一项所述的复用光纤葡萄糖荧光传感器置于待测溶液中反应30-40 min；
20、s2：将激发光源导入s1中所述反应后的复用光纤葡萄糖荧光传感器进行照射，产生荧光；
21、s3：对s2中所述荧光的强度进行检测，根据测得的荧光强度与标准强度曲线对比，获得所述待测溶液的葡萄糖浓度。
22、进一步地，在所述s3之后，还包括：
23、s4：检测结束后，取出所述复用光纤葡萄糖荧光传感器，清洗并置于氧气中一段时间，即可恢复其葡萄糖浓度的检测功能。
24、进一步地，置于氧气中时间为60-80s。
25、本专利技术的检测过程如下：
26、在光纤表面修饰葡萄糖传感分子，将光纤浸入带有葡萄糖识别分子的亚甲基蓝溶液中发生反应，取出后，对着光纤通光，借助检测荧光信号变化，实现葡萄糖分子检测的目的。光纤传感器使用后，将其放置在空气或氧气中一段时间，即可恢复传感器的检测特性。
27、本专利技术的理论解释如下：
28、光纤是已被理论和实验证实了的基本信息传输媒质，能产生更强的倏逝波，利用倏逝波激发荧光分子，荧光传感灵敏度更高，抗干扰能力更强，被广泛研究和应用。利用光纤制备光纤传感器，当被测分子与光纤传感器表面的识别分子结合后，会发生反应，导致荧光逐渐减弱，只需检测荧光信号变化就能检测出被测分子的浓度。而亚甲基蓝溶液能与水以及大多数有机物溶剂任意混合，并且具有参与有机反应的能力。因此，可以以亚甲基蓝为识别分子，检测葡萄糖。
29、本专利技术中，石英光纤经刻蚀处理形成很多处凹凸表面后，表面积增大，发生一定的局部偶合反应，增强了吸附力。为了进一步提高光纤的吸附能力，我们引入3-氨基丙基三乙氧基硅烷将光纤氨基化，并通过将氨基化的光纤浸入肝素钠溶液中，将肝素钠包裹在光纤表面。由于肝素钠可以通过自组装和交联的方式在表面上形成一层带负电荷的薄膜，这种薄膜可以增加光纤探针与亚甲基蓝的亲和力，从而提高光纤传感器的吸附性能。吸附的亚甲基蓝与葡萄糖结合发生氧化还原反应，导致亚甲基蓝的荧光信号减弱，借助检测荧光信号强弱等信息，实现葡萄糖分子检测的目的。
30、在检测葡萄糖过程完成后，将其置于氧气中一段时间，光纤传感器表面的亚甲基蓝分子氧化为具有荧光信号的氧化物，重新变成具有检测葡萄糖能力的光纤传感器，完成重复利用的性能。
31、有益效果：与现有技术相比，本专利技术有以下显著优点：
32、1、本专利技术要实现的检测技术和已有的葡萄糖检测技术不同，专利技术借助于倏逝波激发原理，激发荧光，并利用荧光分子和葡萄糖的反应导致的荧光变化，实现葡萄糖的荧光检测。
33、2、本专利技术创新性地利用亚甲基蓝与葡萄糖结合后荧光信号逐本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复用光纤葡萄糖荧光传感器，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的复用光纤葡萄糖荧光传感器，其特征在于：S2中，所述亚甲基蓝溶液的浓度为5g/L。
3.根据权利要求1所述的复用光纤葡萄糖荧光传感器，其特征在于：S2中，所述孵化的具体条件为：孵化时间为10-12h，孵化温度为20-24℃。
4.根据权利要求1所述的复用光纤葡萄糖荧光传感器，其特征在于：S1中，所述石英光纤的芯径为480μm；所述羟基化光纤的芯径为350μm；
5.根据权利要求1所述的复用光纤葡萄糖荧光传感器，其特征在于：S1中，所述第一次浸泡处理的具体方法如下：
6.根据权利要求1所述的复用光纤葡萄糖荧光传感器，其特征在于：S1中，所述第二次浸泡处理的具体方法如下：
7.根据权利要求1所述的复用光纤葡萄糖荧光传感器，其特征在于：S1中，所述第三次浸泡处理的具体方法如下：
8.一种检测葡萄糖浓度的方法，其特征在于：包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的葡萄糖浓度的检测方法，其特征在于，在所述S
10.根据权利要求9所述的葡萄糖浓度的检测方法，其特征在于：置于氧气中时间为60-80s。
...【技术特征摘要】
1.一种复用光纤葡萄糖荧光传感器，其特征在于，制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的复用光纤葡萄糖荧光传感器，其特征在于：s2中，所述亚甲基蓝溶液的浓度为5g/l。
3.根据权利要求1所述的复用光纤葡萄糖荧光传感器，其特征在于：s2中，所述孵化的具体条件为：孵化时间为10-12h，孵化温度为20-24℃。
4.根据权利要求1所述的复用光纤葡萄糖荧光传感器，其特征在于：s1中，所述石英光纤的芯径为480μm；所述羟基化光纤的芯径为350μm；
5.根据权利要求1所述的复用光纤葡萄糖荧光传感器，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴兵，魏言春，孙小裕，邵泽曼，权莉，柳森，杨忠美，杨柯，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：
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