一种利用菲涅耳反射测定菜豆荚斑驳病毒浓度的光纤传感器的制造方法
【专利说明】一种利用菲涅耳反射测定菜豆荚斑驳病毒浓度的光纤传感
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技术领域
[0001]本实用新型涉及菜豆荚斑驳病毒检测技术、光纤传感技术，菲涅耳反射原理，利用的是菜豆荚斑驳病毒和菜豆荚斑驳病毒抗体的特异性结合以及不同浓度的菜豆荚斑驳病毒溶液会使反射光衰减峰强度值发生改变的方法，具有结构简单、体积小、响应速度快、灵敏度高、安全可靠、直接实时等诸多优点，它属于光纤生物传感领域。
【背景技术】
[0002]以光纤传导和收集光信号并进行生物检测的传感器统称为光纤生物传感器，它集成了光纤传感器本身具有的灵敏度高，抗电磁干扰能力强，耐腐蚀，小巧轻便等优点，也集成了生物传感器特异性强的优点。
[0003]菜豆荚斑驳病毒和菜豆荚斑驳病毒抗体是近些年来发展起来的一种生物反应放大系统，为检测定位和分离各类反应物提供了有效手段，已有研究的光纤生物传感器种类有倏逝波型传感器，荧光型传感器和光吸收型传感器。这些传感器都需要有特殊的结构，存在可靠性低、被测目标需事先被标记、测试过程复杂等问题。这些问题很大程度上限制了菜豆荚斑驳病毒的有效检测。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是为了克服上述产生的问题，满足人们的需求，提出一种测定菜豆荚斑驳病毒浓度的光纤传感器，该系统结构简单、设计合理，成本低廉、直接实时、结果有效准确。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种测定菜豆荚斑驳病毒浓度的光纤传感器，由宽带光源、输入光纤、环形器、输出光纤、测试光纤、聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流通道、注射栗、流入导管、流出导管、烧杯和光谱仪构成。从宽带光源发出的光经输入光纤入射到环形器后进入已修饰上菜豆荚斑驳病毒抗体的测试光纤，通过通入菜豆荚斑驳病毒溶液的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流通道发生菲涅耳反射，反射光依次经测试光纤、环形器和输出光纤入射到光谱仪，通过检测反射光衰减峰强度值实现菜豆荚斑驳病毒浓度的测定。
[0006]本实用新型所述的所述宽带光源的光谱范围能够包含在测试光纤端面发生菲涅耳反射所产生的衰减峰。
[0007]本实用新型所述的光谱仪用作接收光源，光谱范围包含在测试光纤端面发生菲涅耳反射所产生的衰减峰，光谱分辨率为0.0ldB。
[0008]本实用新型所述的输入光纤、输出光纤、均为多模光纤，，纤芯和包层的直径分别是55微米、125微米，测试光纤是光子晶体光纤，该光纤在所有波长上都支持单模传输能力且具备非常强的线性效应和快速相应特性。
[0009]本实用新型所述的测试光纤是光子晶体光纤，该光纤在所有波长上都支持单模传输能力且具备非常强的线性效应和快速相应特性，测试光纤用光纤切割刀切平整且端面镀上银金属膜以增加反射率。
[0010]本使用新型所述的注射栗的最大功率为24瓦，注射器为500微升。
[0011]本实用新型所述的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流通道由基片和盖片组成，基片是娃片，盖片是聚二甲基娃氧烧。
[0012]本实用新型所述的流入导管和流出导管均是普通导管。
[0013]本实用新型所具有的特点优势为:1.所有仪器材料都很普遍，系统结构简单；2.菜豆荚斑驳病毒的浓度测定直接实时，且操作简单；3.所有操作都没涉及危险药品，安全可靠。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的结构示意图
[0015]图2为本实用新型的实验结果图
【具体实施方式】
[0016]本实用新型适用的温湿度条件为..> 15°C,0-90% RH。
[0017]如图1所示，它是一种测定菜豆荚斑驳病毒浓度的光纤传感器系统。
[0018]用光纤切割刀将测试光纤(4)切平整，在端面镀上一层银金属膜，然后利用硅烷偶联剂在其表面修饰上菜豆荚斑驳病毒抗体，然后利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流通道
(5)将测试光纤固定好。将不同浓度的菜豆荚斑驳病毒分别依次通过注射栗(6)和注入导管(7)注入到聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流通道中再经流出导管(8)将废液导入到烧杯
(9)中，观察光谱仪(11)上反射光的衰减峰波长值变化情况。宽带光源(1)的光谱范围为650nm-1700nm，发出的光经输入光纤(2)入射到环形器(3)当中，然后进入测试光纤(4)，在测试光纤端面发生菲涅耳反射，而反射光经输出光纤(10)入射到光谱仪(11)上就可以读出相应浓度的菜豆荚斑驳病毒对应的反射光衰减峰强度值，拟合计算出反射光衰减峰强度值与菜豆荚斑驳病毒浓度的关系，从而达到检测菜豆荚斑驳病毒浓度的目的。
[0019]如图2所示，为实验结果图。为不同浓度菜豆荚斑驳病毒抗原的反射光谱图。此处仅以三个浓度0M，0.05M和0.15M为例，随着菜豆荚斑驳病毒抗原浓度的增加，反射光衰减峰对应的强度值变大，产生明显的红移的现象，因此通过检测反射光衰减峰强度值就可以实现对菜豆荚斑驳病毒浓度的测定。
[0020]本领域技术人员清楚地知道，根据本实用新型的方法，可以对其他生物传感领域如具体某些病毒检测、抗原抗体的特异性结合等等，宽带光源、测试光纤、环形器和光谱仪可以进行新的统一搭配，装置结构可以进行优化设计，本实用新型的保护范围并不局限于以上实施例。
【主权项】
1.一种利用菲涅耳反射测定菜豆荚斑驳病毒浓度的光纤传感器，其特征是:由宽带光源(1)、输入光纤(2)、环形器(3)、测试光纤(4)、微流通道(5)、注射栗￠)、流入导管(7)、流出导管(8)、废液池(9)、输出光纤(10)和光谱仪(11)构成；从宽带光源⑴发出的光依次经输入光纤(2)、环形器(3)、测试光纤(4)后发生菲涅耳反射，反射光依次经测试光纤(4)、环形器(3)和输出光纤(10)入射到光谱仪(11)，不同浓度菜豆荚斑驳病毒溶液则经过注射栗(6)和注入导管(7)注入微流通道(5)，再经流出导管(8)导入废液池(9)，通过检测反射光衰减峰强度值实现菜豆荚斑驳病毒浓度的测定。2.根据权利要求1所述的一种利用菲涅耳反射测定菜豆荚斑驳病毒浓度的光纤传感器，其特征是:所述宽带光源(1)的光谱范围能够包含在测试光纤端面发生菲涅耳反射所产生的衰减峰。3.根据权利要求1所述的一种利用菲涅耳反射测定菜豆荚斑驳病毒浓度的光纤传感器，其特征是:输入光纤(2)、输出光纤(10)均为多模光纤，纤芯和包层的直径分别是55微米、125微米，测试光纤(4)是光子晶体光纤且端面用光纤切割刀切平整并镀上银金属膜。4.根据权利要求1所述的一种利用菲涅耳反射测定菜豆荚斑驳病毒浓度的光纤传感器，其特征是:所述光谱仪(11)的光谱范围包含在测试光纤端面发生菲涅耳反射所产生的衰减峰，光谱分辨率为0.0ldB。5.根据权利要求1所述的一种利用菲涅耳反射测定菜豆荚斑驳病毒浓度的光纤传感器，其特征是:注射栗出)的最大功率为24瓦，注射器容量为500微升。6.根据权利要求1所述的一种利用菲涅耳反射测定菜豆荚斑驳病毒浓度的光纤传感器，其特征是:微流通道(5)由基片和盖片组成，基片是硅片，盖片是聚二甲基硅氧烷。7.根据权利要求1所述的一种利用菲涅耳反射测定菜豆荚斑驳病毒浓度的光纤传感器，其特征是:测试光纤(4)表面含有菜豆荚斑驳病毒抗体。
【专利摘要】本实用新型涉及一种利用菲涅耳反射测定菜豆荚斑驳病毒浓度的光纤传感器，所述系统主要由宽带光源、输入光纤、环形器、测试光纤、聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流通道、注射泵、流入导管、流出导管、烧杯、输出光纤和光谱仪构成；从宽带光源发出的光经输入光纤入射到环形器后，进入经过硅烷偶联剂处理的测试光纤，发生菲涅耳反射，反射光依次经测试光纤、环形器和输出光纤入射到光谱仪，通过检测反射光衰减峰强度值实现菜豆荚斑驳病毒浓度的测定。该光纤传感器具有结构简单、测量方便、灵敏度高等优点。
【IPC分类】G01N21/25
【公开号】CN205067325
【申请号】CN201520848437
【发明人】倪思凯, 郎婷婷, 梁明玉, 施玲燕, 孟奇标
【申请人】中国计量学院
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月27日