专利名称：光纤生物传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于微生物检测技术领域，涉及一种光纤生物传感器。
由于微生物与糖脂的反应多数为特异性结合，即某一种微生物与靶细胞膜上的糖蛋白或糖脂是一一对应关系。目前在国际上通常采用的此类Langmuir-Blodgett(缩写为LB)薄膜生物传感器的原理是在载玻片(玻璃片)上利用LB技术沉积一层敏感薄膜，使探测部分处于薄膜表面。当微生物与敏感薄膜的探测部分结合时，敏感层的变色部分颜色发生变化，通过紫外-可见吸收光谱进行检测。一般采用的结构是在一定尺寸的玻璃或石英衬底(通常为10mm×20mm)上利用LB技术制备一层十八烷基三乙氧基硅烷，然后沉积一层敏感层。放入含有微生物的水溶液中与微生物反应，冲洗干净后，再放到紫外-可见吸收光谱仅的样品池内检测。由于紫外-可见吸收光谱仪比较笨重(一般重量在10公斤以上)、不宜经常移动，因此此种方法不利于对微生物的实时检测。且由于传感器的基片是玻璃或石英片，有一定的尺寸，限制了该方法在生物体内的应用。如在机体抵抗力降低、外伤或大肠杆菌离开肠道侵入组织器官时，可引起多种感染伤口感染、胆囊炎、腹膜炎、尿道炎(低位尿道)、肺炎、脑膜炎及败血症等，用现有方法就必须先取样，然后进行18-24小时的细菌培养，再进行菌种鉴定，才能确定到底是哪一种或一类细菌感染。步骤繁琐，费时、费力，有时可能还会耽误病情。
本实用新型是在光纤上用LB技术沉积一层微生物敏感薄膜，目的是提供一种方便、快捷、且有可能在生物体内进行检测的光纤传感器。
为了实现上述目的，本实用新型采用的方法是直接将具有分子识别功能的敏感层用LB技术沉积在光纤的端面上，通过光纤的传输作用，将颜色的变化直接传输给微机进行图象处理，定性、定量检测。且由于光纤端面的面积小(一般直径小于1mm)，具有一定韧性，可深入生物体内进行检测，这样就省去了取样、培养所花费的人力、物力。目前随着科技的发展，市场上出现一种新型光纤紫外-可见吸收光谱仅，它一端是光纤，另一端直接接在可插入计算机的插板上，构成了集成化程度非常高的微型紫外-可见吸收光谱仪。将本实用新型与微型紫外可见吸收光谱仪结合，直接形成了一种光纤生物传感器。当需要时，只需将插板插入计算机，装上软件，即可进行对微生物的检测。
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。
图1是本实用新型结构示意图。图2是本实用新型立体结构与微生物结合示意图。
图中(1)光纤端面，(2)薄膜支撑层，(3)敏感层，(4)敏感层中的探测部分，(5)敏感层中的变色部分，(6)微生物。
在光纤端面(1)上制备支撑层(2)，支撑层(2)一般采用硅烷系列材料，如二氯二甲基硅烷，十八烷基三乙氧基硅烷等。在支撑层(2)上利用LB技术沉积一层敏感层(3)，使敏感层(3)的探测部分(4)处于薄膜表面。具体步骤是将糖脂与二乙炔类脂衍生物以一定比例混合，在LB槽上制成单分子膜，紫外线聚合后，用水平接触法转移到光纤端面。采用的糖脂由三部分组成一端是糖苷，另一端是烷基链，之间是连接二者的烷基链或氧杂烷基链。个别情况下还可以是糖苷直接与烷基链连接，如神经节苷脂。糖苷可以是α-D-吡喃甘露糖、N-乙酰-D-氨基半乳糖、乳糖、唾液酸、L-岩藻糖、L-阿拉伯糖、D-木糖、N-乙酰-D-氨基葡萄糖、半乳糖α1-半乳糖β4；糖脂的烷基链部分可以是二乙炔衍生物，也可以是不含炔键的烷基链，通常长度为含有10-25个碳。
如果探测部分(4)是α-D-吡喃甘露糖苷，二乙炔衍生物是p-10，12一二十五碳双炔酸，则探测部分(4)可被大肠杆菌K12(6)识别，二者的结合引起变色部分(5)聚二乙炔类脂发生颜色变化，薄膜颜色由兰变红。通过光纤的传导，用紫外-可见吸收光谱检测变化，定性、定量检测。
本实用新型是将具有识别微生物功能的敏感材料，用LB技术沉积在光纤端面，用光纤接收和传输敏感材料的变色信号，可直接同紫外-可见吸收光谱仅联接，使用方便。另外可以检测生物体内的微生物。
权利要求1.一种光纤生物传感器，包含有敏感层(3)，支撑层(2)等，其特征是支撑层(2)制备在光纤端面(1)上，在支撑层(2)上利用LB技术沉积一层敏感层(3)，紧靠支撑层(2)是敏感层(3)的变色部分(5)，变色部分(5)之上是敏感层(3)的探测部分(4)；探测部分(4)被微生物识别，二者结合引起变色部分(5)发生颜色变化，通过光纤进行传导。
专利摘要本实用新型属于微生物检测技术领域,是一种光纤生物传感器,用于测定环境中微生物的种类、含量等。本实用新型由光纤、支撑层、敏感层组成。敏感层由适合生长Langmuir－Blodgett薄膜的双亲性有机分子构成。敏感层的探测部分处于敏感层的表面,可被环境中的微生物识别、结合,使敏感层信号传输部分发生颜色变化,通过光纤传导,测量紫外一可见吸收光谱的变化,进行定性、定量检测。本实用新型由于采用光纤作为接收和传输敏感层中的变色信号,可以同紫外—可见吸收光谱仪直接联接,使用时方便、快捷,且可以在生物体内进行微生物检测。
文档编号G01N21/25GK2407355SQ9925070
公开日2000年11月22日 申请日期1999年12月21日 优先权日1999年12月21日
发明者范翊, 李亚军 申请人:中国科学院长春光学精密机械研究所