[实用新型]多通道无标记生物传感光纤系统

说明书

技术领域

本实用新型属于生物传感及仪器设计领域，特别是涉及一种多通道无标记生物传感光纤系统。

背景技术

对生物分子相互作用的定量测量在生命科学基础研究、新药筛选和开发、及食品工业得到广泛应用。传统的检测和分析使用酶联免疫吸附技术，而近年来不需荧光标记的无标记光学生物传感技术得到迅速发展。无标记传感技术的优势在于保持样品的天然特征，及极大节省操作人员的时间和劳力；更重要的是，无标记传感技术对分子相互作用的动力学过程进行实时测量，在科学研究和药物筛选方面有重要的价值。

在以自由空间光传输为主的无标记光学生物传感系统中，为实现对多个样品或反应过程的并行检测(多通道传感)，常需要使用多个光探测部件，加大了系统体积和成本。以光纤作为光传输媒介，将光纤通信中对光信号的处理技术引入到生物传感系统中可以使系统性能得到显著提升。但已有报道的无标记生物传感光纤系统缺乏对光纤通信技术的良好兼容，在实现多通道传感时或者使用难于操作的透射探测构架，或者仍然部分依赖自由空间光传输。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种多通道无标记生物传感光纤系统，以实现一种以光纤回路、反射式的光纤端无标记传感元件和光开关为核心组成部分，对生物化学样品进行多通道并行传感的系统。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种多通道无标记生物传感光纤系统，包括：耦合进光纤的光源、对光纤传输的光波进行耦合或/及定向传送的光纤回路、光纤输入-输出的光开关、多根端上具有反射式无标记光学传感元件的光纤、以及光探测部件，其中，所述反射式无标记光学传感元件结合于光纤的端上，而不是与光纤分立，所述反射式无标记光学传感元件将来自光源并经过光纤回路后照射在其上的光纤导波反射回其所在的同一根光纤，反射光经过光纤回路后被光探测部件接收并测量，所述光纤输入-输出的光开关具有多路输出和/或多路输入，并通过开关使该多路输出和/或多路输入中指定的光纤端的反射式无标记光学传感元件的反射光被光探测部件接收，实现多通道传感。

测量时将反射式无标记光学传感元件浸没在待测样品中，反射式无标记光学传感元件将来自光源并经过光纤回路后照射在其上的光纤导波反射回至其所在的同一根光纤，反射光经过光纤回路后被光探测部件接收并测量，测量结果反映待检测样品的信息。其中，操作所述光纤输入-输出的光开关可以使得在不同时刻来自不同反射式无标记光学传感元件的反射光被光探测部件接收，实现多通道传感。

作为本实用新型的多通道无标记生物传感光纤系统的一种优选方案，所述光纤回路包括定向耦合装置，用于对光纤传输的光波进行耦合及定向传送。

作为本实用新型的多通道无标记生物传感光纤系统的一种优选方案，所述定向耦合装置包括定向耦合器及光学环行器的一种或组合。

进一步地，所述定向耦合器为分光比为50％：50％的2×2定向耦合器。

作为本实用新型的多通道无标记生物传感光纤系统的一种优选方案，所述定向耦合装置的第一端口连接于光源，所述定向耦合装置的与第一端口的输入在光路上直接连通的第二端口与光纤输入-输出光开关的输入端口连接，所述多根端上具有反射式无标记光学传感元件的光纤连接于所述光纤输入-输出光开关的各路输出端口，所述定向耦合装置的与第二端口的输入在光路上直接连通的第三端口连接于光探测部件。

作为本实用新型的多通道无标记生物传感光纤系统的一种优选方案，所述光纤回路还包括分束器，用于对光纤传输的光波进行分束传输。

进一步地，所述分束器的输入端口连接于光源，所述分束器的各路分束输出端口与所述定向耦合装置的第一端口连接，所述多根端上具有反射式无标记光学传感元件的光纤连接于各定向耦合装置的与第一端口的输入在光路上直接连通的第二端口，所述光纤输入-输出光开关的多路输入端口分别与所述定向耦合装置的与第二端口的输入在光路上直接连通的第三端口连接，所述光纤输入-输出光开关的输出端口与所述光探测部件连接。

作为本实用新型的多通道无标记生物传感光纤系统的一种优选方案，所述光纤回路还包括合束器，用于对多路光纤传输的光波进行合束传输。