[发明专利]一种哑铃光纤SPR检测微流芯片

权利要求书

1.一种哑铃光纤SPR检测微流芯片，包括五芯光纤（1）、哑铃光纤（2）、多模光纤（3）、微流通道模块（4）、宽谱光源（5）、五芯光纤分束器（6）、光谱仪（7）、微量注射泵（8）、废液池（9）、电脑（10），其特征是：所述的五芯光纤（1）为包层直径125μm的微结构多芯光纤，每根纤芯直径6μm，500-1000nm波段光在其中以单模形式传输，在圆形包层（1-1）的圆心处有一根纤芯（1-2），其余四根纤芯（1-3）、（1-4）、（1-5）、（1-6）围绕圆心对称分布；所述的哑铃光纤（2）包层（2-1）直径125μm，呈哑铃形状；中心轴对称分布有两直径48μm的外侧开放孔道（2-3）、（2-4）；纤芯（2-2）位于光纤中央，为圆形，直径6μm，500-1000nm波段光在其中以单模形式传输；所述的五芯光纤（1）与哑铃光纤（2）对位熔接，纤芯（1-2）与纤芯（2-2）正对，纤芯（1-5）与开放孔道（2-3）正对，纤芯（1-6）与开放孔道（2-4）正对；所述的哑铃光纤（2）右侧焊接多模光纤（3），经腐蚀、50nm厚SPR（表面等离子体共振）金属膜镀制于开放哑铃光纤开放孔道（2-3）、（2-4）后，封装于微流通道模块中，构成光纤SPR检测微流芯片，微量注射泵装载待测溶液与微流芯片进样口密封连接，微流芯片出样口连接废液池，多模光纤输出端与光谱仪连接采集SPR信号并送入计算机处理，宽谱光源通过五芯光纤分束器可分别给五芯光纤各纤芯注光，当五芯光纤中间芯注光时，哑铃光纤纤芯进行SPR检测；当五芯光纤上下两芯注光时，哑铃光纤包层进行SPR检测；当五芯光纤左右两纤芯注光时，哑铃光纤孔道进行溶液吸光谱检测，也可激发微流通道中用荧光物质标记的DNA或氨基酸以产生荧光信号。

2.根据权利要求1所述的一种哑铃光纤SPR检测微流芯片，其特征在于：所述的多模光纤3为阶跃折射率或渐变折射率多模光纤，纤芯（3-2）直径110μm，包层3-1直径125μm，数值孔径0.37；利用保偏焊接机，将2cm长哑铃光纤左侧对位焊接五芯光纤，右侧焊接多模光纤，氢氟酸腐蚀去掉哑铃光纤纤芯上的薄包层，纤芯裸露于空气中；用磁控溅射法在裸露纤芯的哑铃芯光纤两侧通道（2-3）、（2-4）中分别镀制50nm金或银薄膜，构成SPR传感膜；宽谱光在纤芯中传输时，倏逝场泄露至金属膜中，倏逝场中某波长光与金属中自由电子运动共振，发生SPR效应。

3.根据权利要1所述的一种哑铃光纤SPR检测微流芯片，其特征在于：所述的微流通道模块（4）由PDMS（聚二甲基硅氧烷）制成，基体（4-1）成型后，键合封装哑铃光纤SPR传感探针，光纤探针位于主通道（4-2）中，四个进出样通道（4-3）端头设置有样品池接口（4-4）以及废液池接口（4-5）。

4.根据权利要求1所述的一种哑铃光纤SPR检测微流芯片，其特征在于：所述的宽谱光源5为NKT Photonics的Superk Compact型号，波长范围450-2400nm，总功率大于100mW，0-100%可调，单模光纤输出接口，用裸纤适配器夹持单模光纤输出宽谱光。

5.根据权利要求1所述的一种哑铃光纤SPR检测微流芯片，其特征在于：所述的五芯光纤分束器6为波导型微结构光纤分束器件，工作波长范围450-2400nm，可通过分束器尾部的五根引出单模光纤分别给五芯光纤各纤芯注光。