基于折射率调制原理的光纤生物传感器的研制-激光与红外.PDFVIP

第４１卷　 第９期 　 　　　　　　　　　　　　　　激 光 与 红 外 Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．９ 　 ２０１１年９月　 　 　 　　　　　　　　　　　ＬＡＳＥＲ　＆　ＩＮＦＲＡＲＥＤ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，２０１１ 　　文章编号：１００１５０７８（２０１１）０９１００６０４ ·光纤技术 · 基于折射率调制原理的光纤生物传感器的研制 吴　鹏，秦水介 （贵州大学光电子技术及应用重点实验室，贵州 贵阳５５００２５） 摘　要：根据光纤内光强损耗与芯外的环境有效折射率之间的关系，设计了一种结构简单、易 于操作、成本低廉、灵敏度较高的折射率调制型的光纤生物传感器。文中对该传感器的结构进 行了理论分析，通过对不同浓度葡萄糖溶液的检测，研究了该传感器的传感特性。结果表明： 该传感器的检测灵敏度可以达到 ｍｏｌ／Ｌ量级，并具有较好的线性特性。 μ 关键词：光纤；生物传感器；折射率；灵敏度 中图分类号：Ｏ４３９　　文献标识码：Ａ　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０７８．２０１１．０９．０１４ Ｓｔｕｄｙｏｎｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓｂａｓｅｄｏｎ ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｉｎｄｅｘｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ＷＵＰｅｎｇ，ＱＩＮＳｈｕｉｊｉｅ （ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＰｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ＧｕｉｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕｉｙａｎｇ５５００２５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｏｖｅｌｔｙｐｅｏｆｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃｂｉｏｓｅｎｓｏｒ（ＦＯＢＳ）ｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｏｒｙｔｈａｔｔｈｅｌｏｓｓｏｆｔｈｅｌｉｇｈｔｉｎｔｅｎ ｓｉｔｙｉｎｔｈｅｏｐｔｉｃｆｉｂｅｒｉｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｉｎｄｅｘｏｆｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｔｈｅｂｉｏｓｅｎｓｏｒｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆ ｓｉｍｐｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｅａｓｙｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｌｏｗｃｏｓｔａｎｄｈｉｇｈｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ．Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｂｉｏｓｅｎｓｏｒｉｓａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙｉｎ ｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｓｅｎｓｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｂｉｏｓｅｎｓｏｒａｒｅｓｔｕｄｉｅｄｂｙｄｅｔｅｃｔｉｎｇｖａｒｉｏｕｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｇｌｕｃｏｓｅｓｏｌｕｔｉｏｎ． Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｂｉｏｓｅｎｓｏｒｉｓｍｉｃｒｏｍｏｌｐｅｒｌｉｔｒｅａｎｄｔｈｅｂｉｏｓｅｎｓｏｒｈａｓｇｏｏｄｌｉｎｅａｒｉｔｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｏｐｔｉｃｆｉｂｅｒ；ｂｉｏｓｅｎｓｏｒ；ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅｉｎｄｅｘ；ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ １　引　言 特点，在近几年得到了快速发展。基于折射率调制 物质的折射率是与物质属性密切相关的物理 原理的光纤生物传感器，具有易于操作、灵敏度高、 量，反映了物质的内部信息，它会随着温度、浓度等 可在线监测的特点，可用于生物检测及环境分 环境参数的改变而改变，因此可以通过测量折射率 析［４－６］，具有广阔的发展和应用前景。 ［１－２］ ［７］ 来间接测量物质的相关属性 。制作一种折射率 光纤生物传感器 主要是由生物识别元件和 生物传感器，通过测量物质的折射率来对生物物质 信号转换元件两部分组成，