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原文传递基于空芯反谐振光纤的生化传感器

专利名称：	基于空芯反谐振光纤的生化传感器
摘要：	基于空芯反谐振光纤的生化传感器，属于生物医学光子学中的生物光纤传感领域。空芯反谐振光纤的优越的光学特征，即极大的光谱带宽、低折射率溶剂匹配性和低损耗，可以使光与物质的相互作用达到最大化。利用这一特点，通过物理吸附、离子吸附或化学吸附的方法将所需材料修饰在光纤内壁，结合某些纳米材料的优异的荧光淬灭性能，以及适体识别单元的高度特异性，可以在光纤内部实现高灵敏，无标记检测。由于整个传感界面是基于光纤内部，提高了抗外界参数干扰的能力，保证了光纤传感平台的稳定性，提高了定量检测灵敏度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京工业大学
发明人：	王秀红;尹晓燕;乔鹏飞
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-10T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910391587.6
公开号：	CN110174380A
代理机构：	北京思海天达知识产权代理有限公司
代理人：	吴荫芳
分类号：	G01N21/64(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	100124 北京市朝阳区平乐园100号
主权项：	1.基于空芯反谐振光纤的生化传感器，其特征在于：以无节点反谐振空芯光纤为探针，包括连续激光泵浦源、光学准直系统、光纤传感系统和信号采集系统四部分，所述的连续激光泵浦系统用于泵浦连续激光，为后续系统提供激光光源，所述的光学准直系统用于对泵浦激光进行光路准直，所述的光纤传感系统包括三维调整操作台(1)，以及放置其上的无节点反谐振空芯光纤探针(2)，所述的信号采集系统用于在荧光恢复后即可进行荧光光谱强度的检测，从而得到待检测物信息；所述的无节点反谐振空芯光纤探针(2)用荧光淬灭性能纳米材料修饰光纤内壁，并将荧光标记的特异性识别单元固定在纳米材料上形成传感界面使其荧光淬灭，当待测物质进入光纤后，特异性识别单元和待测物的结合导致特异性识别单元脱离纳米材料表面，并致使荧光恢复；连续激光泵浦源(9)产生的激光经过光学准直系统准直后进入无节点反谐振空芯光纤探针(2)，当没有待检测物时，特异性识别单元无荧光恢复，不能发出荧光，在信号采集系统中不能检测到荧光信号；当有待检测物时，信号采集系统能够检测到荧光恢复信号，所使用的特异性识别单元为荧光标记的DNA或RNA或PNA适体。 2.根据权利要求1所述的基于空芯反谐振光纤的生化传感器，其特征在于：所述的连续激光泵浦源为一连续激光器(9)，输出功率可调。 3.根据权利要求2所述的基于空芯反谐振光纤的生化传感器，其特征在于：还可以在连续激光器(9)之后设置衰减片(10)，防止激光器功率过大破坏后续系统。 4.根据权利要求1所述的基于空芯反谐振光纤的生化传感器，其特征在于：所述的光学准直系统包括反射镜A、B、C，二向色镜(4)，以及第一耦合透镜(3)、第二耦合透镜(6)，所述的信号采集系统包括大芯径的多模光纤(7)和一台光谱仪F，连续激光泵浦源发出的激光依次经反射镜A、二向色镜(4)、第一耦合透镜(3)进入无节点反谐振空芯光纤探针(2)，当有待检测物时，产生的荧光依次经过第一耦合透镜(3)、二向色镜(4)、反射镜B、反射镜C、第二耦合透镜(6)、多模光纤(7)，最终进入光谱仪F。 5.根据权利要求4所述的基于空芯反谐振光纤的生化传感器，其特征在于：所述的光学准直系统还可以在第二耦合透镜(6)之前设置长波通滤光片(5)，用于只让光纤内待检测物产生的荧光通过。 6.根据权利要求4所述的基于空芯反谐振光纤的生化传感器，其特征在于：所述的光谱仪F，其探测波长范围是185～1100nm，光学分辨率为0.14～7.7nm。 7.根据权利要求4所述的基于空芯反谐振光纤的生化传感器，其特征在于：所述的二向色镜(4)对于波长范围在505～800nm的光透过，380～475nm的光反射；在二向色镜(4)处还可以添加蓝宝石玻璃片，提高荧光透过率。 8.根据权利要求1所述的基于空芯反谐振光纤的生化传感器，其特征在于：所述的纳米材料通过物理吸附、离子吸附或化学吸附修饰在光纤内壁上。 9.根据权利要求1所述的基于空芯反谐振光纤的生化传感器，其特征在于：所述的纳米材料是具有优异荧光淬灭性能的材料，包括石墨烯，氧化石墨烯，黑磷，二硫化钼二维材料，以及纳米金非二维材料。 10.根据权利要求1所述的基于空芯反谐振光纤的生化传感器，其特征在于：所述的荧光标记的适体识别单元可以通过非共价作用和纳米材料结合，导致其荧光淬灭。
所属类别：	发明专利