一種利用菲涅耳反射測定菜豆莢斑駁病毒濃度的光纖傳感器的制造方法
【專利說明】一種利用菲涅耳反射測定菜豆莢斑駁病毒濃度的光纖傳感
□ □
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及菜豆莢斑駁病毒檢測技術(shù)、光纖傳感技術(shù)，菲涅耳反射原理，利用的是菜豆莢斑駁病毒和菜豆莢斑駁病毒抗體的特異性結(jié)合以及不同濃度的菜豆莢斑駁病毒溶液會使反射光衰減峰強度值發(fā)生改變的方法，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、響應(yīng)速度快、靈敏度高、安全可靠、直接實時等諸多優(yōu)點，它屬于光纖生物傳感領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]以光纖傳導(dǎo)和收集光信號并進行生物檢測的傳感器統(tǒng)稱為光纖生物傳感器，它集成了光纖傳感器本身具有的靈敏度高，抗電磁干擾能力強，耐腐蝕，小巧輕便等優(yōu)點，也集成了生物傳感器特異性強的優(yōu)點。
[0003]菜豆莢斑駁病毒和菜豆莢斑駁病毒抗體是近些年來發(fā)展起來的一種生物反應(yīng)放大系統(tǒng)，為檢測定位和分離各類反應(yīng)物提供了有效手段，已有研究的光纖生物傳感器種類有倏逝波型傳感器，熒光型傳感器和光吸收型傳感器。這些傳感器都需要有特殊的結(jié)構(gòu)，存在可靠性低、被測目標(biāo)需事先被標(biāo)記、測試過程復(fù)雜等問題。這些問題很大程度上限制了菜豆莢斑駁病毒的有效檢測。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是為了克服上述產(chǎn)生的問題，滿足人們的需求，提出一種測定菜豆莢斑駁病毒濃度的光纖傳感器，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理，成本低廉、直接實時、結(jié)果有效準(zhǔn)確。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種測定菜豆莢斑駁病毒濃度的光纖傳感器，由寬帶光源、輸入光纖、環(huán)形器、輸出光纖、測試光纖、聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流通道、注射栗、流入導(dǎo)管、流出導(dǎo)管、燒杯和光譜儀構(gòu)成。從寬帶光源發(fā)出的光經(jīng)輸入光纖入射到環(huán)形器后進入已修飾上菜豆莢斑駁病毒抗體的測試光纖，通過通入菜豆莢斑駁病毒溶液的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流通道發(fā)生菲涅耳反射，反射光依次經(jīng)測試光纖、環(huán)形器和輸出光纖入射到光譜儀，通過檢測反射光衰減峰強度值實現(xiàn)菜豆莢斑駁病毒濃度的測定。
[0006]本實用新型所述的所述寬帶光源的光譜范圍能夠包含在測試光纖端面發(fā)生菲涅耳反射所產(chǎn)生的衰減峰。
[0007]本實用新型所述的光譜儀用作接收光源，光譜范圍包含在測試光纖端面發(fā)生菲涅耳反射所產(chǎn)生的衰減峰，光譜分辨率為0.0ldB。
[0008]本實用新型所述的輸入光纖、輸出光纖、均為多模光纖，，纖芯和包層的直徑分別是55微米、125微米，測試光纖是光子晶體光纖，該光纖在所有波長上都支持單模傳輸能力且具備非常強的線性效應(yīng)和快速相應(yīng)特性。
[0009]本實用新型所述的測試光纖是光子晶體光纖，該光纖在所有波長上都支持單模傳輸能力且具備非常強的線性效應(yīng)和快速相應(yīng)特性，測試光纖用光纖切割刀切平整且端面鍍上銀金屬膜以增加反射率。
[0010]本使用新型所述的注射栗的最大功率為24瓦，注射器為500微升。
[0011]本實用新型所述的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流通道由基片和蓋片組成，基片是娃片，蓋片是聚二甲基娃氧燒。
[0012]本實用新型所述的流入導(dǎo)管和流出導(dǎo)管均是普通導(dǎo)管。
[0013]本實用新型所具有的特點優(yōu)勢為:1.所有儀器材料都很普遍，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單；2.菜豆莢斑駁病毒的濃度測定直接實時，且操作簡單；3.所有操作都沒涉及危險藥品，安全可靠。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖
[0015]圖2為本實用新型的實驗結(jié)果圖
【具體實施方式】
[0016]本實用新型適用的溫濕度條件為..> 15°C,0-90% RH。
[0017]如圖1所示，它是一種測定菜豆莢斑駁病毒濃度的光纖傳感器系統(tǒng)。
[0018]用光纖切割刀將測試光纖(4)切平整，在端面鍍上一層銀金屬膜，然后利用硅烷偶聯(lián)劑在其表面修飾上菜豆莢斑駁病毒抗體，然后利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流通道
(5)將測試光纖固定好。將不同濃度的菜豆莢斑駁病毒分別依次通過注射栗(6)和注入導(dǎo)管(7)注入到聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流通道中再經(jīng)流出導(dǎo)管(8)將廢液導(dǎo)入到燒杯
(9)中，觀察光譜儀(11)上反射光的衰減峰波長值變化情況。寬帶光源(1)的光譜范圍為650nm-1700nm，發(fā)出的光經(jīng)輸入光纖(2)入射到環(huán)形器(3)當(dāng)中，然后進入測試光纖(4)，在測試光纖端面發(fā)生菲涅耳反射，而反射光經(jīng)輸出光纖(10)入射到光譜儀(11)上就可以讀出相應(yīng)濃度的菜豆莢斑駁病毒對應(yīng)的反射光衰減峰強度值，擬合計算出反射光衰減峰強度值與菜豆莢斑駁病毒濃度的關(guān)系，從而達到檢測菜豆莢斑駁病毒濃度的目的。
[0019]如圖2所示，為實驗結(jié)果圖。為不同濃度菜豆莢斑駁病毒抗原的反射光譜圖。此處僅以三個濃度0M，0.05M和0.15M為例，隨著菜豆莢斑駁病毒抗原濃度的增加，反射光衰減峰對應(yīng)的強度值變大，產(chǎn)生明顯的紅移的現(xiàn)象，因此通過檢測反射光衰減峰強度值就可以實現(xiàn)對菜豆莢斑駁病毒濃度的測定。
[0020]本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚地知道，根據(jù)本實用新型的方法，可以對其他生物傳感領(lǐng)域如具體某些病毒檢測、抗原抗體的特異性結(jié)合等等，寬帶光源、測試光纖、環(huán)形器和光譜儀可以進行新的統(tǒng)一搭配，裝置結(jié)構(gòu)可以進行優(yōu)化設(shè)計，本實用新型的保護范圍并不局限于以上實施例。
【主權(quán)項】
1.一種利用菲涅耳反射測定菜豆莢斑駁病毒濃度的光纖傳感器，其特征是:由寬帶光源(1)、輸入光纖(2)、環(huán)形器(3)、測試光纖(4)、微流通道(5)、注射栗￠)、流入導(dǎo)管(7)、流出導(dǎo)管(8)、廢液池(9)、輸出光纖(10)和光譜儀(11)構(gòu)成；從寬帶光源⑴發(fā)出的光依次經(jīng)輸入光纖(2)、環(huán)形器(3)、測試光纖(4)后發(fā)生菲涅耳反射，反射光依次經(jīng)測試光纖(4)、環(huán)形器(3)和輸出光纖(10)入射到光譜儀(11)，不同濃度菜豆莢斑駁病毒溶液則經(jīng)過注射栗(6)和注入導(dǎo)管(7)注入微流通道(5)，再經(jīng)流出導(dǎo)管(8)導(dǎo)入廢液池(9)，通過檢測反射光衰減峰強度值實現(xiàn)菜豆莢斑駁病毒濃度的測定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用菲涅耳反射測定菜豆莢斑駁病毒濃度的光纖傳感器，其特征是:所述寬帶光源(1)的光譜范圍能夠包含在測試光纖端面發(fā)生菲涅耳反射所產(chǎn)生的衰減峰。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用菲涅耳反射測定菜豆莢斑駁病毒濃度的光纖傳感器，其特征是:輸入光纖(2)、輸出光纖(10)均為多模光纖，纖芯和包層的直徑分別是55微米、125微米，測試光纖(4)是光子晶體光纖且端面用光纖切割刀切平整并鍍上銀金屬膜。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用菲涅耳反射測定菜豆莢斑駁病毒濃度的光纖傳感器，其特征是:所述光譜儀(11)的光譜范圍包含在測試光纖端面發(fā)生菲涅耳反射所產(chǎn)生的衰減峰，光譜分辨率為0.0ldB。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用菲涅耳反射測定菜豆莢斑駁病毒濃度的光纖傳感器，其特征是:注射栗出)的最大功率為24瓦，注射器容量為500微升。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用菲涅耳反射測定菜豆莢斑駁病毒濃度的光纖傳感器，其特征是:微流通道(5)由基片和蓋片組成，基片是硅片，蓋片是聚二甲基硅氧烷。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用菲涅耳反射測定菜豆莢斑駁病毒濃度的光纖傳感器，其特征是:測試光纖(4)表面含有菜豆莢斑駁病毒抗體。
【專利摘要】本實用新型涉及一種利用菲涅耳反射測定菜豆莢斑駁病毒濃度的光纖傳感器，所述系統(tǒng)主要由寬帶光源、輸入光纖、環(huán)形器、測試光纖、聚二甲基硅氧烷(PDMS)微流通道、注射泵、流入導(dǎo)管、流出導(dǎo)管、燒杯、輸出光纖和光譜儀構(gòu)成；從寬帶光源發(fā)出的光經(jīng)輸入光纖入射到環(huán)形器后，進入經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑處理的測試光纖，發(fā)生菲涅耳反射，反射光依次經(jīng)測試光纖、環(huán)形器和輸出光纖入射到光譜儀，通過檢測反射光衰減峰強度值實現(xiàn)菜豆莢斑駁病毒濃度的測定。該光纖傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、測量方便、靈敏度高等優(yōu)點。
【IPC分類】G01N21/25
【公開號】CN205067325
【申請?zhí)枴緾N201520848437
【發(fā)明人】倪思凱, 郎婷婷, 梁明玉, 施玲燕, 孟奇標(biāo)
【申請人】中國計量學(xué)院
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月27日