號的滯后相移輸入計(jì)算機(jī)5實(shí)現(xiàn)溶解 氧分壓的計(jì)算和顯示。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：低成本，微小型；性能穩(wěn)定，靈敏度高，線性關(guān) 系良好，可重復(fù)性和可逆性良好。
[0018] 如圖2和圖3所示，光纖探頭1是光纖去除有機(jī)包層之后鍍上敏感膜6形成，所述 敏感膜6從下至上依次為多聚物層61、指示劑層62和聚氨酯水凝膠層63,其中Y字形光纖 2的尾端鍍上一層125nm厚的多聚物（聚對苯二甲酸乙二醇酯）以形成多聚物層61作為支 撐，25mL的乙醇、6mL的0. lmol/L的鹽酸、25mL的三甲基氧基苯基硅烷在65°C的水浴鍋中 持續(xù)2. 5小時(shí)，再加入5mg的Ru (dpp)3(TMS) 2和I. 5mL的三甲基氧基苯基硅烷持續(xù)1小時(shí)， 將其均勻的鍍在多聚物層61得到指示劑層62,最后在指示劑層62上鍍一層的聚氨酯水凝 膠形成聚氨酯水凝膠層63,聚氨酯水凝膠層63具有良好的生物兼容性。指示劑層62中的 指示劑64即為Ru (dpp) 3 (TMS) 2，其激發(fā)峰在468nm，發(fā)射峰在608nm〇
[0019]圖4為指示劑的激發(fā)光譜和吸收光譜，指示劑的峰值吸收波長為468nm，峰值發(fā)射 波長608nm?；诂F(xiàn)有的DDS的波形調(diào)制技術(shù)，產(chǎn)生30KHz正弦波激發(fā)光，電光轉(zhuǎn)換電路32 產(chǎn)生光源后通過第一帶通濾光片31再輸入光纖，使得指示劑的激發(fā)光正好在峰值激發(fā)，指 示劑在正弦光的激發(fā)下會產(chǎn)生同頻但有一定相移的熒光。
[0020] 激發(fā)光和熒光會沿著Y字形光纖2返回到輸入第二帶通濾光片33以將激發(fā)光信 號濾除，從而檢測到單一的熒光信號，熒光經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換電路34光電轉(zhuǎn)換之后輸入第二低 通濾波器9。第一帶通濾光片31和第二帶通濾光片33分別根據(jù)指示劑的峰值激發(fā)波長 468nm和峰值發(fā)射波608nm選擇。由于光信號的產(chǎn)生只需要單一波長，熒光信號的接受也只 需要單一波長，故很容易對光電接口實(shí)現(xiàn)微型化。
[0021] 熒光的相移?正切值與指示劑的熒光壽命T和激發(fā)光頻率fMd成正比，通過檢 測相移的大小就可以檢測出指示劑的熒光壽命。
[0022] tanO= 2nfmodt(I)
[0023] 不同的溶解氧分壓對指示劑的猝滅效應(yīng)不同，根據(jù)Stern-Volmer方程，通過檢測 熒光壽命就可以計(jì)算出溶解氧分壓。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種可實(shí)時(shí)監(jiān)測血液中溶解氧的熒光光纖傳感器，包括光纖探頭（I)、Y字形光纖 (2)、光電接口模塊（3)，其特征在于：還包括數(shù)字信號處理模塊（4)、計(jì)算機(jī)（5)、數(shù)模轉(zhuǎn)換 模塊（7)、第一低通濾波器（8)、第二低通濾波器（9)、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊（10)，光纖探頭（1)是 光纖去除有機(jī)包層之后鍍上敏感膜（6)形成，光纖探頭（1)與Y字形光纖（2)的尾端連接， 數(shù)字信號處理模塊（4)用于產(chǎn)生正弦波信號，所述正弦波信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊（7)、第一 低通濾波器（8)處理后輸入光電接口模塊（3)生成激發(fā)光，激發(fā)光接入Y字形光纖（2)的 一個(gè)頭端使光纖探頭（1)產(chǎn)生同頻但有一定相移的熒光，激發(fā)光和熒光沿著Y字形光纖（2) 輸入光電接口模塊（3)將激發(fā)光信號濾除，熒光經(jīng)過光電接口模塊（3)光電轉(zhuǎn)換之后通過 第二低通濾波器（9)、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊（10)后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后輸入到數(shù)字信號處理模 塊（4)中進(jìn)行處理獲得熒光信號的滯后相移，計(jì)算機(jī)（5)根據(jù)熒光信號的滯后相移實(shí)現(xiàn)溶 解氧分壓的計(jì)算和顯示。
2. 如權(quán)利要求1所述的可實(shí)時(shí)監(jiān)測血液中溶解氧的熒光光纖傳感器，其特征在于：光 電接口模塊（3)包括第一帶通濾光片（31)、電光轉(zhuǎn)換電路（32)、第二帶通濾光片（33)及光 電轉(zhuǎn)換電路（34)，所述正弦波信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊（7)和第一低通濾波器（8)處理后輸 入電光轉(zhuǎn)換電路（32)生成激發(fā)光，激發(fā)光通過第一帶通濾光片（31)后接Y字形光纖（2) 的一個(gè)頭端，激發(fā)光和熒光沿著Y字形光纖（2)輸入第二帶通濾光片（33)以將激發(fā)光信號 濾除，熒光經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換電路（34)光電轉(zhuǎn)換之后輸入第二低通濾波器（9)。
3. 如權(quán)利要求1所述的可實(shí)時(shí)監(jiān)測血液中溶解氧的熒光光纖傳感器，其特征在于：所 述敏感膜（6)從下至上依次為多聚物層(61)、指示劑層(62)和聚氨酯水凝膠層（63)。
4. 如權(quán)利要求1所述的可實(shí)時(shí)監(jiān)測血液中溶解氧的熒光光纖傳感器，其特征在于：數(shù) 字信號處理模塊（4)包括DDS波形產(chǎn)生器（41)及矢量正交數(shù)字鎖相放大器（42)，DDS波 形產(chǎn)生器（41)的信號輸出端與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊（7)和DDS波形產(chǎn)生器（41)的信號輸入端連 接，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊（10)的信號輸出端與矢量正交數(shù)字鎖相放大器（42)的信號輸入端連接， 矢量正交數(shù)字鎖相放大器（42)的信號輸出端與計(jì)算機(jī)（5)連接，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊（7)的信號 輸出端與第一低通濾波器（8)的信號輸入端連接，第二低通濾波器（9)的信號輸出端與模 數(shù)轉(zhuǎn)換模塊（10)的信號輸入端連接。
【專利摘要】一種可實(shí)時(shí)監(jiān)測血液中溶解氧的熒光光纖傳感器，包括光纖探頭、Y字形光纖、光電接口模塊、數(shù)字信號處理模塊、計(jì)算機(jī)、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、第一低通濾波器、第二低通濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。數(shù)字信號處理模塊產(chǎn)生的正弦波信號通過數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、第一低通濾波器處理后輸入光電接口模塊生成激發(fā)光，激發(fā)光接入Y字形光纖使光纖探頭產(chǎn)生熒光，激發(fā)光和熒光輸入光電接口模塊將激發(fā)光信號濾除，熒光經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換之后通過第二低通濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，經(jīng)過數(shù)字信號處理模塊處理獲得熒光信號的滯后相移，計(jì)算機(jī)根據(jù)滯后相移實(shí)現(xiàn)溶解氧分壓的計(jì)算和顯示。本實(shí)用新型具有選擇性及可靠性好、靈敏度高的特點(diǎn)，可實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)測血液中溶解氧分壓。
【IPC分類】A61B5-145
【公開號】CN204500713
【申請?zhí)枴緾N201520128260
【發(fā)明人】曹匯敏, 楊云, 王四祥, 潘永鋒, 藍(lán)賀, 李發(fā)光
【申請人】中南民族大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年3月5日