[发明专利]基于耦合器结构的微纳光纤生物传感器及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于耦合器结构的微纳光纤生物传感器，所述传感器包括第一输入传输光纤、第一输出传输光纤、第二输入传输光纤、第二输出传输光纤和耦合区微纳光纤，所述第一输入传输光纤依次连接所述耦合区微纳光纤和所述第一输出传输光纤，所述第二输入传输光纤依次连接所述耦合区微纳光纤和所述第二输出传输光纤。所述耦合区微纳光纤由两根单模光纤分别和无芯光纤熔接后打结平行放置再进行真空吸附、拉锥，使两段无芯光纤熔成一体构成单模‑无芯‑单模耦合器结构，所述无芯光纤的锥区长度L1为0.8~1.5cm，所述无芯光纤的锥径D1为1~10μm。本发明提供的生物传感器可以用来检测待测样品中是否含有某种食源性致病菌。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，尤其涉及一种基于耦合器结构的微纳光纤生物传感器及其制备方法。

背景技术

微纳光纤生物传感器是近年来发展起来的一种新型无标记光学传感器，该传感器只需将抗原/抗体偶联在光学元件表面，当识别元件与待测物结合后即可产生光学信号的改变。与传统的ELISA（酶联免疫吸附）相比，光纤免疫学传感器具有信号响应速度快、操作简单，可实时检测等优点，因此成为当前国内外在传感领域的研究热点。根据工作原理的不同，当前无标记光纤生物传感器主要可以分为三类：光纤倏逝波生物传感器、光纤表面等离子体共振生物传感器和光纤光栅生物传感器。其中光纤倏逝波生物传感器以灵敏度高、成本低、制作简单等优点受到广泛关注。

微纳光纤是光纤直径为微米或纳米量级光纤的统称，它的显著特点是具有强大的倏逝场，是光纤倏逝波生物传感器的理想载体；另一方面，光纤干涉仪是通过单个光纤或两个不同光纤的不同光路传播的两个光束之间的干涉产生显著的相干峰或者相干谷光谱，具有更高的灵敏度，因此微纳光纤生物传感器是当前光纤生物传感器发展的新方向。

实现一种光纤传感的高灵敏度、免标记、高特异性的在体生物医学检测，并且发展更多功能化、集成化的光纤生物医学传感器件，己成为生物传感领域的研究热点及发展方向。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种基于耦合器结构的微纳光纤生物传感器，所述传感器包括第一输入传输光纤、第一输出传输光纤、第二输入传输光纤、第二输出传输光纤和耦合区微纳光纤，所述第一输入传输光纤依次连接所述耦合区微纳光纤和所述第一输出传输光纤，所述第二输入传输光纤依次连接所述耦合区微纳光纤和所述第二输出传输光纤。

其中，所述第一输入传输光纤与宽带光源连接，所述第一输出传输光纤与光谱分析仪连接。

其中，所述第二输入传输光纤与宽带光源连接，所述第二输出传输光纤与光谱分析仪连接。

其中，所述第一输入传输光纤、所述第一输出传输光纤、所述第二输入传输光纤和所述第二输出传输光纤均为单模光纤。

其中，所述耦合区微纳光纤由两根单模光纤分别和无芯光纤熔接后打结平行放置再进行真空吸附、拉锥，使两段无芯光纤熔成一体构成单模-无芯-单模耦合器结构。

其中，所述无芯光纤的锥区长度L1为0.8~1.5cm。

优选地，所述无芯光纤的锥区长度L1为0.9cm，1.0cm，1.1cm，1.2cm，1.3cm，1.4cm。

其中，所述无芯光纤的锥径D1为1~10μm。

优选地，所述无芯光纤的锥径D1为2μm，3μm，4μm，5μm，6μm，7μm，8μm，9μm。

本发明第二方面提供了一种基于耦合器结构的微纳光纤生物传感器制备方法，包括以下步骤：

S1、分别在两根端面切割好的单模光纤的中间位置采用熔接机将一段无芯光纤与所述单模光纤进行熔接，形成单模-无芯-单模结构；