[发明专利]一种对称式长程表面等离激元共振传感器

说明书

本发明提供一种对称式长程表面等离激元共振传感器，包括：宽谱光源、多模光纤、光纤传感单元和光谱仪，所述光纤传感单元通过所述多模光纤分别与所述宽谱光源和所述光谱仪相连接，所述光纤传感单元包括表面由内至外依次镀有一层电介质膜、一层金属膜和一层介质膜的侧边抛磨单模光纤。本发明提供的对称式长程表面等离激元共振传感器体积小，制作灵活，相比于结构为光纤/金属膜/待测物的普通光纤表面等离激元共振传感器而言，是基于长程表面等离激元共振，传感器灵敏度更高，检测精度更高。

技术领域

本发明涉及液相生物量检测技术领域，具体而言，尤其涉及一种对称式长程表面等离激元共振传感器。

背景技术

目前用于核酸、蛋白质等生物量的检测技术中，电化学法灵敏度低、稳定性较差；酶联免疫法对酶的活性要求较高，对仪器的要求高，因此费用较高，而且外界环境温度的变化很可能影响酶的活性；荧光法会对被测物的活性产生影响，并且检测时间较长；商业化的表面等离激元共振仪器虽然灵敏度高、稳定性好、能够实现快速检测，但是价格昂贵、体积大、不适合远程测量。因此，光纤表面等离激元共振传感器以其灵敏度高、制作灵活、体积小、抗电磁干扰和适合远程测量等优势越来越引起人们更广泛的关注。

液相生物量的折射率一般为1.33-1.38，其中，用于检测分析的蛋白质、核酸等生物大分子溶液的折射率为1.33-1.35，细胞的平均折射率为1.35-1.38。然而，随着生物量检测技术的快速发展，目前普通光纤表面等离激元共振传感器所能实现的灵敏度和检测精度量级已经不能很好地满足上述折射率范围的检测要求，尤其是细胞的平均折射率范围较窄，要求传感器要具有很好的传感性能。

发明内容

根据上述提出的现有技术中光纤表面等离激元共振传感器灵敏度不高，半峰宽较宽，检测精度低的技术问题，而提供一种对称式长程表面等离激元共振传感器。本发明主要利用包括表面镀有电介质膜、金属膜和介质膜的侧边抛磨单模光纤的光纤传感单元，从而起到对液相生物量折射率的高灵敏度和高检测精度的测量。

本发明采用的技术手段如下：

一种对称式长程表面等离激元共振传感器，包括：宽谱光源、多模光纤、光纤传感单元和光谱仪，所述光纤传感单元通过所述多模光纤分别与所述宽谱光源和所述光谱仪相连接，所述光纤传感单元包括表面由内至外依次镀有一层电介质膜、一层金属膜和一层介质膜的侧边抛磨单模光纤。

进一步地，所述宽谱光源为波长在360nm-1100nm范围内连续变化的无突变的连续谱卤钨灯光源。

进一步地，所述多模光纤为纤芯折射率为1.4678、包层折射率为1.4612、纤芯直径为62.5μm、包层直径为125μm、长度为150mm且去除了涂覆层的多模光纤。

进一步地，所述侧边抛磨单模光纤为纤芯折射率为1.4679、包层折射率为1.4613、纤芯直径为8μm、包层直径为125μm、抛磨深度为64.5μm、长度5mm且去除了涂覆层的侧边抛磨单模光纤。

进一步地，所述电介质膜为厚度为600nm、折射率为1.3608的Tb(Ⅲ)络合物薄膜。

进一步地，所述金属膜为厚度为35nm的金膜。

进一步地，所述介质膜为厚度为300nm、折射率为1.3608的Tb(Ⅲ)络合物薄膜。

进一步地，所述光谱仪为检测波长范围为200nm-1200nm，光学分辨率为0.65nm的光谱仪。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的对称式长程表面等离激元共振传感器体积小，制作灵活，相比于结构为光纤/金属膜/待测物的普通光纤表面等离激元共振传感器而言，是基于长程表面等离激元共振，传感器灵敏度更高，检测精度更高。