本發(fā)明屬于檢測(cè)生物物質(zhì)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于石墨烯生物傳感器。

背景技術(shù)：

生物物質(zhì)的存在會(huì)使得某些精密儀器出現(xiàn)故障，造成嚴(yán)重的事故，所以發(fā)明一種能夠精確檢測(cè)生物物質(zhì)是否存在并且能廣泛應(yīng)用于生活的傳感器是時(shí)代所需。

目前最常用的生物傳感器在光纖表面一般采用的是金屬薄膜，本發(fā)明采用的基于石墨烯的傳感器靈敏度增強(qiáng)，可更精準(zhǔn)地檢測(cè)生物物質(zhì)的存在。

本專(zhuān)利基于表面等離子體波對(duì)生物進(jìn)行檢測(cè)，基于光纖表面等離子體共振是一種新興的傳感器技術(shù)，這種技術(shù)允許無(wú)標(biāo)記和實(shí)時(shí)的高靈敏度檢測(cè)。

石墨烯具有較高的表面體積比，且具有較強(qiáng)的光學(xué)特性、良好的導(dǎo)電性及生物相容性，所以適合做表面等離子體共振傳感器的輔助材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于利用偏光鏡過(guò)濾后的P偏振光激發(fā)待測(cè)區(qū)域底部的石墨烯，從而產(chǎn)生表面等離子體波與生物物質(zhì)相互作用產(chǎn)生折射率的變化，利用光譜儀即可檢測(cè)到光譜的變化，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)生命物質(zhì)和化學(xué)物質(zhì)的檢測(cè)和監(jiān)控。

一種基于石墨烯的生物傳感器，由固定裝置(1)，激光器(2)，第一平凸透鏡(3)，偏光鏡(4)，第二平凸透鏡(5)，單模光纖(6)，光譜儀(7)，石墨烯(8)組成；其特征在于：激光器(2)固定在固定裝置(1)的內(nèi)左側(cè)，第一平凸透鏡(3)固定在固定裝置(1)的內(nèi)左中側(cè)，偏光鏡(4)固定在固定裝置(1)的內(nèi)中部，第二平凸透鏡(5)固定在固定裝置(1)的內(nèi)右中側(cè)，固定裝置(1)右側(cè)與單模光纖(6)相連；單模光纖(6)另一端與光譜儀(7)相連；第一平凸透鏡(3)和第二平凸透鏡(5)的焦點(diǎn)均位于偏光鏡(4)的同一位置；激光經(jīng)過(guò)偏光鏡(4)過(guò)濾掉S偏振光，剩余的P偏振光傳播到單模光纖(6)的凹槽處時(shí)激發(fā)待測(cè)區(qū)域底部的石墨烯(8)從而產(chǎn)生表面等離子體波，與待測(cè)物間相互作用產(chǎn)生折射率的變化，利用光譜儀(7)即可檢測(cè)到光譜的變化，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)生命物質(zhì)和化學(xué)物質(zhì)的檢測(cè)和監(jiān)控。

所述的激光在單模光纖(6)中以反射的方式進(jìn)行傳播。

所述的偏光鏡(4)能夠除去平行激光中的S型偏振光，只保留P型偏振光。

所述的石墨烯(8)覆蓋在單模光纖(6)凹槽待測(cè)區(qū)處。

本發(fā)明的工作原理是：激光器(2)發(fā)出的激光經(jīng)第一平凸透鏡(3)形成平行光發(fā)射，再經(jīng)過(guò)偏光鏡(4)時(shí)過(guò)濾掉激光中的S偏振光，剩余的P型偏振光通過(guò)第二平凸透鏡(5)匯聚進(jìn)入單模光纖(6)中，當(dāng)P偏振光傳播到單模光纖(6)的凹槽待測(cè)區(qū)域，P偏振光激發(fā)待測(cè)區(qū)域底部的石墨烯(8)從而產(chǎn)生表面等離子體波，若待測(cè)區(qū)域出現(xiàn)生命物質(zhì)或化學(xué)物質(zhì)，則表面等離子體波與待測(cè)物間相互作用產(chǎn)生折射率的變化，利用光譜儀(7)即可檢測(cè)到光譜的變化，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)生命物質(zhì)和化學(xué)物質(zhì)的檢測(cè)和監(jiān)控。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用P偏振光激發(fā)待測(cè)區(qū)域底部的石墨烯，從而產(chǎn)生表面等離子體波與生物物質(zhì)相互作用產(chǎn)生折射率的變化，利用光譜儀即可檢測(cè)到光譜的變化，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)生命物質(zhì)和化學(xué)物質(zhì)的檢測(cè)和監(jiān)控，利用石墨烯具有較高的表面體積比和較強(qiáng)的光學(xué)特性這一特點(diǎn)與表面等離子體波生物檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合，達(dá)到無(wú)標(biāo)記和實(shí)時(shí)的高靈敏度檢測(cè)。

附圖說(shuō)明

圖1是生物傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種基于石墨烯的生物傳感器，由固定裝置(1)，激光器(2)，第一平凸透鏡(3)，偏光鏡(4)，第二平凸透鏡(5)，單模光纖(6)，光譜儀(7)，石墨烯(8)組成；其特征在于：激光器(2)固定在固定裝置(1)的內(nèi)左側(cè)，第一平凸透鏡(3)固定在固定裝置(1)的內(nèi)左中側(cè)，偏光鏡(4)固定在固定裝置(1)的內(nèi)中部，第二平凸透鏡(5)固定在固定裝置(1)的內(nèi)右中側(cè)，固定裝置(1)右側(cè)與單模光纖(6)相連；單模光纖(6)另一端與光譜儀(7)相連；第一平凸透鏡(3)和第二平凸透鏡(5)的焦點(diǎn)均位于偏光鏡(4)的同一位置；本發(fā)明的工作原理是：激光器(2)發(fā)出的激光經(jīng)第一平凸透鏡(3)形成平行光發(fā)射，再經(jīng)過(guò)偏光鏡(4)時(shí)過(guò)濾掉激光中的S偏振光，剩余的P型偏振光通過(guò)第二平凸透鏡(5)匯聚進(jìn)入單模光纖(6)中，當(dāng)P偏振光傳播到單模光纖(6)的凹槽待測(cè)區(qū)域，P偏振光激發(fā)待測(cè)區(qū)域底部的石墨烯(8)從而產(chǎn)生表面等離子體波，若待測(cè)區(qū)域出現(xiàn)生命物質(zhì)或化學(xué)物質(zhì)，則表面等離子體波與待測(cè)物間相互作用產(chǎn)生折射率的變化，利用光譜儀(7)即可檢測(cè)到光譜的變化，從而可實(shí)現(xiàn)對(duì)生命物質(zhì)和化學(xué)物質(zhì)的檢測(cè)和監(jiān)控。