專利名稱：一種基于長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)和光纖光柵檢測技術(shù)，特別是基于長周期光纖光柵的生物傳感器結(jié)構(gòu)及檢測裝置。
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、復用能力強、傳輸距離遠、耐腐蝕、高靈敏度、無源器件、易形變等優(yōu)點，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，特別是在無損檢測技術(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，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發(fā)生變化，通過測量物理量變化前后反射光波長的變化，就可以獲得待測物理量的變化情況。
本實用新型專利是在對光纖生物傳感器的敏感原理及檢測技術(shù)進行系統(tǒng)分析之后，提出一種基于長周期光纖光柵的生物傳感器。長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入包層，λi=(n0-ncladi)·Λ,]]>n0為纖芯ncladi為第i階軸對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，通過檢測Δλi，可以獲得需要檢測的生物分子的動態(tài)變化信息。
本實用新型具有積極有益的效果1.醫(yī)學中用的傳感器多為電子傳感器，它對許多內(nèi)科手術(shù)是不適用的，尤其是在高微波(輻射)頻率、超聲波場或激光輻射的過高熱治療中，由于電子傳感器中的金屬導體很容易受電流、電壓等電磁場的干擾而引起傳感頭或腫瘤周圍的熱效應(yīng)，這樣會導致錯誤讀數(shù)。光纖光柵傳感器能夠通過最小限度的侵害方式測量人體組織內(nèi)部的溫度、壓力、聲波場的精確局部信息；2.LPG光纖光柵生物傳感器具有高靈敏度、高分辨率、且能同時感測應(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系統(tǒng)的成本且實現(xiàn)小型化，本實用新型采用對光柵反射信號進行分析和測試。
本實例圖1是一種基于長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系統(tǒng)的成本的反射光譜信號分析和檢測裝置。
圖1中，光纖1，長周期光柵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和長周期LPG光纖光柵生物傳感器8。
具體實施方式
本實例中，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。在一個長周期LPG光纖光柵2的圓弧表面上生長50nm的Au膜3，Au膜3上再生長一層與被測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樣品中。由寬帶光源發(fā)出的入射光束λi耦合進入光纖1中，通過光耦合器7進入光纖光柵生物傳感器8，耦合器7的另一路光進入光譜分析儀6。LPG在λi處將光從纖芯耦合進入包層，λi=(n0-ncladi)·Λ,]]>n0為纖芯的折射率，ncladi為第i階軸對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，通過檢測Δλi，可以獲得需要檢測的生物分子的動態(tài)變化信息。
權(quán)利要求1.一種基于長周期光纖光柵(LPG)的生物傳感器，其特征在于，在一個長周期LPG光纖光柵的圓弧表面上生長50nm的Au膜，Au膜上再生長一層與被測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樣品中。由寬帶光源發(fā)出的入射光束λi耦合進入光纖中，通過光耦合器進入光纖光柵生物傳感器，耦合器的另一路光進入光譜分析儀。LPG在λi處將光從纖芯耦合進入包層，λi=(n0-ncladi)·Λ,]]>n0為纖芯的折射率，ncladi為第i階軸對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，通過檢測Δλi，可以獲得需要檢測的生物分子的動態(tài)變化信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于長周期光纖光柵(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耦合進入光纖中，通過光耦合器進入光纖光柵生物傳感器，耦合器的另一路光進入光譜分析儀。
專利摘要本實用新型公開了一種基于長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。在一個長周期光纖光柵的圓弧表面上生長50nm的Au膜，Au膜上再生長一層與被測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樣品中。由寬帶光源發(fā)出的入射光束λi耦合進入光纖中，通過光耦合器進入光纖光柵生物傳感器，耦合器的另一路光進入光譜分析儀。LPG在λi處將光從纖芯耦合進入包層，
文檔編號G01N21/27GK2935132SQ20062003215
公開日2007年8月15日 申請日期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 申請人:河南農(nóng)業(yè)大學