[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

说明书

本发明公开了一种基于一维光纤微流激光器的集成阵列比色分析装置，属于传感技术领域，具体涉及一种基于一维光纤微流激光器的集成阵列比色分析装置。该发明包括脉冲激光器、衰减片、分束器、脉冲能量计、短焦透镜、长焦透镜、激光反射镜、柱面透镜、微流芯片和智能手机。当光纤内部充满增益介质并在均匀的线状泵浦光泵浦下，通过外壁存在的WGM提供光反馈实现沿光纤长度方向的均匀激光输出。光纤尺寸的均匀性保证了激光出射具有连续、均匀的空间分布。光微流激光透过方形毛细管中的待测样品时，由于样品对光的吸收作用使得透过激光强度降低。通过手机拍照实现了对激光强度的测量。该方法可以实现多通道、高密度的集成比色分析。

技术领域

本发明属于传感技术领域，具体涉及一种基于一维光纤微流激光器的集成阵列比色分析装置。

背景技术

比色法法通过比较物质颜色变化来确定待测组分的含量，其在生化分析领域例如酶联免疫分析中具有重要作用。在酶联免疫分析中，酶催化无色底物产生有色产物。通过探测产物的颜色变化实现对抗原浓度的精确测量。但是，传统比色反应在96孔板中进行，并采用分光光度计读取信号，很难实现集成化。

发明内容

针对传统比色法中存在的问题，本发明利用微结构光纤实现了一维光纤微流激光器，并将其应用于集成阵列的比色分析。一维光纤微流激光器具有空间上连续、均匀的激光输出，可以实现多通道、高密度的集成比色分析。

本发明具体采用如下技术方案：

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)和拍图装置(10)；其中，微流芯片(9)包括微结构光纤(11)、方形毛细管(12)和玻璃基片(13)；

两根微结构光纤用紫外胶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。

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，在线状光斑泵浦下其激光输出具有连续、均匀的空间分布，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。

综上所述，本发明的有益效果为：采用一维光纤微流激光作为光源实现了集成比色分析。光纤的尺寸均匀性保证了各传感通道性能的一致性。该比色分析装置具有体积小、多通道的特点，可以应用于对生化样品的高通量测量。

附图说明

图1为本发明提供的基于光纤微流激光器的集成阵列比色分析光路图；

图2为本发明提供的微流芯片结构示意图；

图3为实施例中的微结构光纤横截面示意图；

图4为实施例中不同浓度罗丹明喹啉溶液的激光输出光谱；

图5为实施例中不同HRP酶浓度下各通道透过率随时间的关系曲线，插图为实施例中相机所拍照片；

图6为实施例中HRP酶浓度与T_0.95的关系图

附图标记：1-脉冲激光器，2-衰减片，3-分束器，4-脉冲能量计，5-短焦透镜，6-长焦透镜，7-激光反射镜，8-柱面透镜，9-微流芯片，10-相机，11-微结构光纤，12-方形毛细管，13-玻璃基片。

具体实施方式