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原文传递高灵敏度生物传感器及其制备方法

专利名称：	高灵敏度生物传感器及其制备方法
摘要：	本发明公开了一种高灵敏度生物传感器及其制备方法，包括：集成光源，该光源被配置为产生光学信号；滤波单元，包括环形谐振单元，该滤波单元被配置为接收输入光源信号并产生带宽较窄的检测输入光学信号；传感单元，包括环形阵列及马赫‑曾德尔干涉仪阵列，该传感单元被配置为接收输入光学信号并产生传感光学信号，该传感光学信号的波长和光强会根据检测物质材料的浓度等信息而发生变化；检测单元，所述的检测单元用于根据输出传感光学信号分析得到所测混合物中各物质成分的存在及浓度信息。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	山东爱杰光电技术有限公司
发明人：	李文宪;周治平;王波
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910339242.6
公开号：	CN109975247A
代理机构：	青岛发思特专利商标代理有限公司
代理人：	马俊荣
分类号：	G01N21/45(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	266100 山东省青岛市崂山区株洲路153号青岛高层次人才创业中心2号楼202
主权项：	1.一种高灵敏度生物传感器，其特征在于，包括产生光学信号的光源(10),所述光源(10)通过波导与传感单元(40)连接，传感单元(40)输出端与检测单元(50)输入端连接，信号处理器接收检测单元(50)的输出电信号，并确认检测物质存在和浓度信息；所述传感单元(40)包括若干个耦合干涉单元，所述传感单元(40)内波导分别接收光学信号，并将该信号耦合进入耦合干涉单元中的环形阵列中；所述耦合干涉单元包括两个环形谐振器和马赫-曾德尔干涉仪，其中环形谐振器通过与传感单元(40)内波导的间隙提取谐振波长，并将提取到的波长分别耦合进入马赫-曾德尔干涉仪的两条干涉臂中，形成干涉后通过马赫-曾德尔干涉仪输出端波导传递给检测单元(50)输入端，作为检测单元(50)的输入信号。 2.根据权利要求1所述的一种高灵敏度生物传感器，其特征在于，所述光源(10)和传感单元(40)之间还设有分束器，所述分束器包括一个输入端和至少两个输出端，所述光源(10)通过波导与分束器输入端连接，分束器的输出端分别通过对应数量的传感单元(40)内波导连接传感单元(40)输入端，所述传感单元(40)接收分束器的输出信号，并将携带物质存在和浓度信息的光学信号提供给检测单元(50)。 3.根据权利要求2所述的一种高灵敏度生物传感器，其特征在于，所述光源(10)和分束器之间还设有滤波单元(20)，所述滤波单元(20)对光源(10)输出宽带光学信号进行波长提取或波长去除，并将输出光学信号提供至分束器；所述滤波单元(20)包括输入波导(1)、第一环形谐振器(21)、第二环形谐振器(22)及输出波导(2)，其中输入波导(1)接收来自光源(10)的光学信号，并将该信号耦合进入第一环形谐振器(21)中，第一环形谐振器(21)中的光耦合进入第二环形谐振器(22)中，第二环形谐振器(22)中的光耦合进入输出波导(2)中并传输到分束器的输入端。 4.根据权利要求3所述的一种高灵敏度生物传感器，其特征在于，分束器每一路的配置完全相同，所述传感单元(40)内每路波导上的耦合干涉单元完全对称相同，传感单元(40)内每路波导所对称的耦合干涉单元所涂覆的敏感材料相同。 5.根据权利要求3所述的一种高灵敏度生物传感器，其特征在于，所述传感单元(40)还包括流体通道，流体经由邻近开口进入流体通道，并作用于耦合干涉单元；检测物质经由该流体通道作用于环形阵列。 6.根据权利要求1所述的一种高灵敏度生物传感器，其特征在于，所述高灵敏度生物传感器为光学生物传感器，其所检测范围可以为状态为液体或气体的生物物质或化学物质。 7.根据权利要求1所述的一种高灵敏度生物传感器，其特征在于，所述检测单元(50)用于将带有检测物质存在和浓度的信息转换成电信号；所述检测单元(50)包括：若干个检测器，所述检测器用于检测传感单元中马赫-曾德尔干涉仪所输出的传感光学信号；所述检测器可以采用光电二极管、光谱仪。 8.根据权利要求1所述的一种高灵敏度生物传感器，其特征在于，所述光学传感器可以进行混合物质中成分的分析，其中每个耦合干涉单元涂覆不同的敏感物质，不同敏感物质只与混合物中的特定成分发生反应，用于检测混合物中特定物质的存在和其浓度信息。 9.根据权利要求1—8任意一条所述的一种高灵敏度生物传感器的制备方法，包括以下步骤： (1)在衬底上形成覆层； (2)覆层上形成芯层； (3)图案化芯层以便形成滤波单元、分束器、传感单元中的多个环形谐振器及马赫-曾德尔干涉仪； (4)图案化芯层后形成流体通道和邻近开口。 10.根据权利要求9所述的一种高灵敏度生物传感器的制备方法，该光学传感器制作步骤还应包括：在覆层上形成前，形成光源芯片或提供光源信号的装置；形成将携带物质存在和浓度信息的光学信号转变为电信号的光学检测单元；形成通过光学检测单元输出电信号确认物质存在及浓度的信号处理单元。
所属类别：	发明专利