[发明专利]一种基于一维光纤微流激光器的集成阵列比色分析装置

权利要求书

1.一种基于一维光纤微流激光器的集成阵列比色分析装置，该装置包括脉冲激光器(1)、衰减片(2)、分束器(3)、脉冲能量计(4)、短焦透镜(5)、长焦透镜(6)、激光反射镜(7)、柱面透镜(8)、微流芯片(9)和相机(10)；其中，微流芯片(9)包括两根微结构光纤(11)、方形毛细管(12)和玻璃基片(13)；

两根微结构光纤平行固定于玻璃基片上，其中一根充当光纤微流激光器，另一根起支撑作用；多根方形毛细管并排固定于微结构光纤上，并与微结构光纤垂直；脉冲激光器出射的激光经过衰减片衰减，经分束器分束后，一路入射到脉冲能量计上，一路经短焦透镜和长焦透镜被扩束后再被激光反射镜反射，最后被柱面透镜汇聚成线状光斑；充当光纤微流激光器的微结构光纤位于柱面透镜焦点处并保持线状光斑与微结构光纤位置重合，相机从方形毛细管的正面对透过方形毛细管的光线进行拍摄。

2.如权利要求1所述的一种基于一维光纤微流激光器的集成阵列比色分析装置，其特征在于，所述微结构光纤采用材质为石英的中空光纤，该光纤的空腔内填充增益介质，且输出波长可通过调节增益介质浓度的方式调节以适应对不同待测物比色分析的需要。

3.一种采用基于权利要求1所述的光纤微流激光器的集成阵列比色分析装置的比色分析方法，该方法包括：

步骤一：清洗方形毛细管、微结构光纤、玻璃基片；

先用浓硫酸分别浸泡方形毛细管、微结构光纤、玻璃基片过夜，用去离子水超声5分钟，循环3次；然后在烤箱中110度烘烤半小时；

步骤二：组装微流芯片；

先将两根微结构光纤平行放置在玻璃基片上，并用紫外胶固定；然后将方形毛细管并排置于微结构光纤上，并与微结构光纤方向保持垂直；然后用紫外胶将方形毛细管固定；

步骤三：利用毛细效应将罗丹明喹啉溶液吸入微结构光纤空腔中；

步骤四：配置HRP酶和底物工作液，并将其混合后吸入方形毛细管；

首先将HRP酶逐级稀释至所需浓度；将双氧水和TMB各取100μl混合均匀配制成底物工作液；然后将HRP酶和底物工作液混合后开始计时；最后将HRP酶和底物工作液的混合液体吸入方形毛细管；

步骤五：打开脉冲激光器，调节衰减片大小，使得脉冲能量计上能量读数保持在5μJ左右；

步骤六：每隔5-10分钟对微结构光纤拍照一次；

步骤七：从照片上提取微结构光纤的强度分布信息，并对每个方形毛细管对应通道的强度积分，得到各通道的积分强度值；

定义t时刻所记录照片中第i个像素点位置的强度为I_t(i),第N个通道对应的像素区间为[A_N，B_N]，则第N个通道的积分强度值I_N为

步骤八：在不同时刻重复步骤六和步骤七，得到不同时刻各通道的积分强度值；

步骤九：针对不同HRP浓度重复步骤六到步骤八，利用公式T_N(t)＝I_N(t)/I_N(0)计算t时刻第N个通道的透过率；其中I_N(0)为t＝0时刻，第N个通道的积分强度值；

步骤十：通过步骤九绘制的透过率-时间曲线，计算不同HRP浓度透过率降为0.9所需时间，记为T_0.9,绘制T_0.9-HRP浓度曲线。