專利名稱：一種基于長(zhǎng)周期光纖光柵的生物傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光纖傳感技術(shù)、生物傳感技術(shù)、免疫反應(yīng)、鍍膜技術(shù)和光纖光柵檢測(cè)技術(shù)，特別是基于長(zhǎng)周期光纖光柵的生物傳感器結(jié)構(gòu)及檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
由于光纖光柵傳感器具有抗電磁干擾、尺寸小、重量輕、耐溫性、復(fù)用能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、耐腐蝕、高靈敏度、無(wú)源器件、易形變等優(yōu)點(diǎn)，在光纖傳感器領(lǐng)域，光纖光柵傳感器的應(yīng)用前景十分廣闊，特別是在無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用，如將光纖光柵傳感器應(yīng)用于化學(xué)醫(yī)藥、材料工業(yè)和水利電力等領(lǐng)域。
我們知道，光柵的Bragg波長(zhǎng)λB由下式?jīng)Q定λB＝2nΛ式中，n為芯模有效折射率，Λ為光柵周期。當(dāng)光纖光柵所處環(huán)境的溫度、應(yīng)力、應(yīng)變或其它物理量發(fā)生變化時(shí)，光柵的周期或纖芯折射率將發(fā)生變化，從而使反射光的波長(zhǎng)發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量物理量變化前后反射光波長(zhǎng)的變化，就可以獲得待測(cè)物理量的變化情況。
本實(shí)用新型專利是在對(duì)光纖生物傳感器的敏感原理及檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)分析之后，提出一種基于長(zhǎng)周期光纖光柵的生物傳感器。長(zhǎng)周期光纖光柵生物傳感器的工作原理是LPG在λi處將光從纖芯耦合進(jìn)入包層，λi=(n0-ncladi)·Λ,]]>n0為纖芯ncladi為第i階軸對(duì)稱包層模的有效折射率。作用于LPG的外界生物分子膜的折射率變化，可以引起(n0-ncladi)的改變，從而使λi發(fā)生變化，通過(guò)檢測(cè)Δλi，可以獲得需要檢測(cè)的生物分子的動(dòng)態(tài)變化信息。
本實(shí)用新型具有積極有益的效果1.醫(yī)學(xué)中用的傳感器多為電子傳感器，它對(duì)許多內(nèi)科手術(shù)是不適用的，尤其是在高微波(輻射)頻率、超聲波場(chǎng)或激光輻射的過(guò)高熱治療中，由于電子傳感器中的金屬導(dǎo)體很容易受電流、電壓等電磁場(chǎng)的干擾而引起傳感頭或腫瘤周圍的熱效應(yīng)，這樣會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤讀數(shù)。光纖光柵傳感器能夠通過(guò)最小限度的侵害方式測(cè)量人體組織內(nèi)部的溫度、壓力、聲波場(chǎng)的精確局部信息；2.LPG光纖光柵生物傳感器具有高靈敏度、高分辨率、且能同時(shí)感測(cè)應(yīng)變和溫度變化的傳感器研究；3.為了降低生物傳感器檢測(cè)系統(tǒng)的成本且實(shí)現(xiàn)小型化，本實(shí)用新型采用對(duì)光柵反射信號(hào)進(jìn)行分析和測(cè)試。


本實(shí)例圖1是一種基于長(zhǎng)周期的光纖光柵生物傳感器的結(jié)構(gòu)圖，圖2是降低生物傳感器檢測(cè)系統(tǒng)的成本的反射光譜信號(hào)分析和檢測(cè)裝置。
圖1中，光纖1，長(zhǎng)周期光柵2，Au膜3，生物敏感膜4；圖2中，寬帶光源5，光譜分析儀6，耦合器7和長(zhǎng)周期LPG光纖光柵生物傳感器8。
具體實(shí)施方式
本實(shí)例中，它由光纖1、LPG光纖光柵2、Au膜3、生物分子的敏感膜4、寬帶光源5、光譜分析儀6、耦合器7和光纖光柵生物傳感器8組成。在一個(gè)長(zhǎng)周期LPG光纖光柵2的圓弧表面上生長(zhǎng)50nm的Au膜3，Au膜3上再生長(zhǎng)一層與被測(cè)生物分子膜耦合的敏感膜4，將光纖光柵生物傳感器直接暴露于被測(cè)樣品中。由寬帶光源發(fā)出的入射光束λi耦合進(jìn)入光纖1中，通過(guò)光耦合器7進(jìn)入光纖光柵生物傳感器8，耦合器7的另一路光進(jìn)入光譜分析儀6。LPG在λi處將光從纖芯耦合進(jìn)入包層，λi=(n0-ncladi)·Λ,]]>n0為纖芯的折射率，ncladi為第i階軸對(duì)稱包層模的有效折射率。作用于LPG的外界生物分子膜的折射率變化，可以引起(n0-ncladi)的改變，從而使λi發(fā)生變化，通過(guò)檢測(cè)Δλi，可以獲得需要檢測(cè)的生物分子的動(dòng)態(tài)變化信息。
權(quán)利要求1.一種基于長(zhǎng)周期光纖光柵(LPG)的生物傳感器，其特征在于，在一個(gè)長(zhǎng)周期LPG光纖光柵的圓弧表面上生長(zhǎng)50nm的Au膜，Au膜上再生長(zhǎng)一層與被測(cè)生物分子膜耦合的敏感膜，將光纖光柵生物傳感器直接暴露于被測(cè)樣品中。由寬帶光源發(fā)出的入射光束λi耦合進(jìn)入光纖中，通過(guò)光耦合器進(jìn)入光纖光柵生物傳感器，耦合器的另一路光進(jìn)入光譜分析儀。LPG在λi處將光從纖芯耦合進(jìn)入包層，λi=(n0-ncladi)·Λ,]]>n0為纖芯的折射率，ncladi為第i階軸對(duì)稱包層模的有效折射率。作用于LPG的外界生物分子膜的折射率變化，可以引起(n0-ncladi)的改變，從而使λi發(fā)生變化，通過(guò)檢測(cè)Δλi，可以獲得需要檢測(cè)的生物分子的動(dòng)態(tài)變化信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于長(zhǎng)周期光纖光柵(LPG)的生物傳感器，其特征在于LPG的圓弧表面上鍍有Au膜，其厚度為50nm，Au膜表面又固定生物敏感膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于長(zhǎng)周期光纖光柵(LPG)的生物傳感器，其特征在于由寬帶光源發(fā)出的入射光束λi耦合進(jìn)入光纖中，通過(guò)光耦合器進(jìn)入光纖光柵生物傳感器，耦合器的另一路光進(jìn)入光譜分析儀。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于長(zhǎng)周期光纖光柵的生物傳感器。它由光纖、LPG、Au膜、生物分子的敏感膜、寬帶光源、耦合器和光譜分析儀組成。在一個(gè)長(zhǎng)周期光纖光柵的圓弧表面上生長(zhǎng)50nm的Au膜，Au膜上再生長(zhǎng)一層與被測(cè)生物分子膜耦合的敏感膜，將光纖光柵生物傳感器直接暴露于被測(cè)樣品中。由寬帶光源發(fā)出的入射光束λi耦合進(jìn)入光纖中，通過(guò)光耦合器進(jìn)入光纖光柵生物傳感器，耦合器的另一路光進(jìn)入光譜分析儀。LPG在λi處將光從纖芯耦合進(jìn)入包層，
文檔編號(hào)G01N21/27GK2935132SQ20062003215
公開(kāi)日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2006年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月1日
發(fā)明者胡建東 申請(qǐng)人:河南農(nóng)業(yè)大學(xué)