[发明专利]一种基于倾斜光栅的光纤生物分子传感器

说明书

本发明涉及一种基于倾斜光栅的光纤生物分子传感器，包括作为传输介质的石英光纤和在石英光纤上所刻写的倾斜光栅部分，以及在所述倾斜光栅部分利用现有硅烷化技术修饰的源生物分子探针，即ss生物；固定了羊抗兔IgG的传感器可以对兔IgG进行特异性的识别检测。将兔IgG冻干粉用PBS缓冲液配置成100ng/ml的待测抗原溶液。溶液中的兔IgG会和传感器表面的羊抗兔IgG发生特异性结合，形成抗原‑抗体复合物。本发明采用倾斜光栅作为传感器件，具有灵敏度高，体积小，耐腐蚀，低热敏交叉性和抗电磁干扰等优势。

技术领域

本发明涉及一种基于倾斜光栅的光纤生物分子传感器，属于传感器的技术领域。

背景技术

光纤技术具有灵敏度高、抗电磁干扰、抗化学腐蚀、尺寸小和快速响应等特点。因此，光纤类生物传感器是目前国内外广泛研究的一种传感器。与传统光纤光栅相比，倾斜光栅在传感器领域解决了传统布拉格光纤光栅在液体浓度测量方面的局限性，以及长周期光纤光栅传感器体积大和应变和温度交叉敏感等缺点。倾斜光栅作为一种新型的传感结构，兼具价格低廉、制作简单、维护简便、可靠性高等优点，基于光纤技术的生物分子传感器在环境监测、临床检验、食品检测等众多领域有着极为重要的应用。但是目前国内外针对光纤类生物分子传感器的研究主要存在以下问题：

1)国内外报道的光纤生物分子传感器多数基于特种光纤或者干涉仪结构，存在价格昂贵、构建复杂、折射率温度交叉敏感以及稳定性差等问题；

2)有关倾斜光栅的研究较多，而将其应用于生物分子传感领域的研究却较少。

发明内容

针对现有的技术不足，本发明提供一种基于倾斜光栅的光纤生物分子传感器。

本发明还提供一种上述生物分子传感器的抗体固定方法。

本发明还提供一种利用上述生物传感器测量液体生物分子浓度的方法。本发明具有灵敏度高，体积小，耐腐蚀，低热敏交叉性和抗电磁干扰等优点。

本发明的技术方案如下：

一种基于倾斜光栅的光纤生物分子传感器，包括作为传输介质的石英光纤和在石英光纤上所刻写的倾斜光栅部分，以及在所述倾斜光栅部分利用现有硅烷化技术修饰的源生物分子探针，即ss生物；在所述石英光纤的一端设置有提供光信号的宽带光源，另一端设置有光谱仪，以检测所述宽带光源经石英光纤所述倾斜光栅部分后的光谱变化；所述的石英光纤包括包层和纤芯。

根据本发明优选的，所述倾斜光栅部分包括有光栅，所述光栅与所述光纤径向的夹角ξ为210°；所述倾斜光栅部分沿光纤轴向的长度为1cm；所述倾斜光栅部分的光栅周期为：∧g；

则，满足以下相位匹配条件：

λ_Bragg＝2n_eff，core∧/cosξ；

其中，∧＝∧_gcosξ；式中，ξ是光栅的倾斜角度，即所述光栅与所述光纤径向的夹角；n_eff，core和分别是纤芯导模和第i阶包层模的有效折射率，∧是当ξ＝0时光栅的周期；∧_g是倾斜光栅的光栅周期；λ_Bragg为光栅的布拉格反射波长。为第i阶包层模的谐振波长。

根据本发明优选的，所述光栅与所述光纤径向的夹角ξ为2°、4°或10°。

根据本发明优选的，所述石英光纤的内径为9μm、外径为125μm的单模光纤SMF28。

一种上述生物分子传感器的制备方法，包括步骤如下：

1)倾斜光栅部分的制作包括步骤a-b：