CN111006716B - 生物分子和温度双参数光纤传感器及其制作方法和应用 - Google Patents

Abstract

一种生物分子和温度双参数光纤传感器及其制作方法和应用，该生物分子和温度双参数光纤传感器，包括依次熔接的入光光纤、空芯光纤、出光光纤，入光光纤和出光光纤均为多模光纤；空芯光纤为管状结构，在空芯光纤内壁镀有内壁金属薄膜，在空芯光纤的芯部填充酒精，在空芯光纤外壁镀有外壁金属薄膜，在外壁金属薄膜外侧依次沉积固定有带电聚合物层和抗体薄膜。其制备依次采用镀膜、熔接、逐层沉积。该传感器解决了现有技术中，生物传感器易受温度干扰的问题，而且同时能够检测出生物分子所处环境的温度，这样不仅可以避免温度对检测结果的干扰，还可以通过温度的测量避免蛋白质变质。

Description

生物分子和温度双参数光纤传感器及其制作方法和应用

技术领域

本发明属于光纤生物传感领域，具体涉及SPR生物传感器，尤其涉及一种生物分子和温度双参数光纤传感器及其制作方法和应用。

背景技术

表面等离子体共振(SPR)传感器的原理是：光在传输过程中，在两种介质的分界面处发生全反射时，某一特定波长的光会与金属膜中被激发的电子波发生共振。共振会导致某一特定波长的光被吸收，所以会形成吸收峰。当金属膜所接触的外界待测环境折射率发生变化时，SPR产生的吸收峰的位置会随之移动，这也就是SPR传感器的基本原理。SPR传感器是一种新型的生化传感技术，具有高灵敏度，免标记，实时监测等优势，广泛应用于生物医学，环境监测，食品安全等领域。

光纤SPR传感器的结构类型主要有侧边抛磨型光纤SPR传感器，腐蚀型光纤SPR传感器，端面抛磨型光纤SPR传感器，错位熔接型光纤SPR传感器。这些光纤SPR传感器均需要对光纤进行处理，不仅大大降低了光纤的机械性能，易折断，而且制作工艺复杂。除此之外，光纤SPR传感器在使用过程中，存在温度干扰的问题，而且，大多数生物分子检测的过程中仅减小温度对传感器的干扰是不够的，需要同时检测出实时的温度值。在检测生物分子的过程中，传感器的结构简单，性能稳定，可以避免温度的干扰甚至是检测实时温度是十分必要的。

目前对于生物分子检测方法按照是否使用标记物分为两类，其中一类是标记型生物传感器，也是目前使用较多的检测方法，所使用的测试仪器体积大、价格昂贵、耗时长，而且指示剂的价格昂贵。免生物标记的生物传感器主要有表面等离子体谐振腔生物传感器，光学谐振腔生物传感器，光子晶体生物传感器以及光纤生物传感器。虽然具有一定的优势，但是有些传感器结构仍然存在制作工艺复杂，检测灵敏度不高等问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种生物分子和温度双参数光纤传感器及其制作方法和应用，该生物分子和温度双参数光纤传感器是一种结构简单，可以实现生物分子和温度双参数的光纤SPR传感器。本发明利用空芯光纤与多模光纤的熔接制备出了结构简单、性能稳定的传感器。与此同时，本发明的生物分子和温度双参数光纤传感器利用空芯光纤的内壁和外壁实现双参数监测，特别是生物分子和温度同时检测。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的一种生物分子和温度双参数光纤传感器，包括入光光纤、空芯光纤和出光光纤，在光传播方向上，依次设置有入光光纤、空芯光纤、出光光纤，入光光纤的一端和空芯光纤的一端熔接，空芯光纤的另一端和出光光纤的一端熔接；

所述的入光光纤用于向空芯光纤输入并传递光信号，为多模光纤；

所述的空芯光纤为管状结构，在空芯光纤内壁镀有内壁金属薄膜，在空芯光纤的芯部填充酒精，在空芯光纤外壁镀有外壁金属薄膜，在外壁金属薄膜外侧依次沉积固定有带电聚合物层和抗体薄膜；所述的空芯光纤作为传感区域，光信号在空芯光纤管壁中传输；

所述的出光光纤用于接收携带检测信息的输出光谱，并传递光信号，为多模光纤。

所述的生物分子和温度双参数光纤传感器的温度灵敏度为4.6～4.9nm/℃；折射率敏感度为2000±100nm/RIU；检测生物分子的浓度为1μg/mL～0.1mg/mL。

进一步地，所述的多模光纤包括纤芯和包层，纤芯环设有包层，作为优选，纤芯直径为50～65μm，包层直径为120～130μm。

进一步地，所述的空芯光纤的外径和多模光纤的包层直径一致，优选为120～130μm，空芯光纤的内径为20～40μm，长度为1～2cm。

进一步地，所述的空芯光纤，其内壁镀的内壁金属薄膜优选为金膜或银膜中的一种，膜厚度优选为30～60nm；所述的空芯光纤，其外壁镀的外壁金属薄膜优选为金膜或银膜中的一种，膜厚度优选为30～60nm。

进一步的，空芯光纤的内壁和外壁可以选用镀同一种金属薄膜。

进一步的，所述的带电聚合物层包括依次交替的带正电层和带负电层，其中，带正电层比带负电层多一层。

所述的交替为带正电层和带负电层为一周期，交替周期次数至少为一次，优选为二次。

进一步地，所述的抗体薄膜根据所检测的生物分子确定。

本发明的生物分子和温度双参数光纤传感器的工作原理是：生物分子和温度双参数光纤传感器利用空芯光纤的管状结构来实现高灵敏度、双参数监测，空芯光纤作为传感通道，光信号在空芯光纤的内壁和外壁不断发生反射同时向前传输，因为空芯光纤的内壁和外壁均镀有金属薄膜，均会发生全反射并产生SPR效应，因为全反射产生的倏逝场可以穿过外壁设置的外壁金属薄膜与空芯光纤外侧的待测环境接触，空芯光纤外侧用于固定抗体，抗原与抗体的特异性结合会引起共振波长的移动。而全反射产生的倏逝场也可以穿过内壁设置的内壁金属薄膜与空芯光纤内侧的待测环境接触，空芯光纤内侧的酒精，作为温敏材料，用于温度的检测，酒精的折射率会随着温度而改变，进而引起共振波长的移动。因为空芯光纤的内侧接触的待测物(酒精)和外侧接触的待测物(抗原待测液)的折射率不同，所以空芯光纤的内壁和外壁会引起两个不同位置的共振峰，在输出的一个光谱中会出现两个不同的共振波谷。利用光谱仪记录不同温度和不同生物分子浓度时的光谱图，根据共振波谷的移动计算出带测温度以及生物分子浓度，从而实现实现两个参数同时、同点检测。

一种生物分子和温度双参数光纤传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：镀膜

将空芯光纤的内壁和外壁清洁后，将空芯光纤内壁镀上内壁金属薄膜，同时，将空芯光纤外壁镀上外壁金属薄膜，将空芯光纤芯部填充酒精；

步骤2：熔接

将芯部填充酒精的空芯光纤根据传感部分的长度进行切割，其一端和入光光纤的一端熔接，另一端和出光光纤的一端熔接；

步骤3：逐层沉积

在外壁镀有外壁金属薄膜的表面，采用逐层沉积方法依次固定带电聚合物层和抗体薄膜，得到生物分子和温度双参数光纤传感器。

所述的步骤1中，空芯光纤的内壁和外壁清洁方式为采用酒精进行清洗。

所述的步骤1中，当空芯光纤的内壁金属薄膜为银膜时，采用银镜反应镀膜，具体为将葡萄糖和银氨溶液反应制备银膜；镀膜时间优选为3-10min；

当空芯光纤的内壁金属薄膜为金膜时，采用磁控溅射方法；

当空芯光纤的外壁金属薄膜为银膜时，采用银镜反应镀膜，具体为将葡萄糖和银氨溶液反应制备银膜；镀膜时间优选为3-10min；

当空芯光纤的外壁金属薄膜为金膜时，采用磁控溅射方法。

所述的步骤1中，填充酒精的方法优选为真空负压法，将酒精吸入空芯光纤芯部，并填满。

所述的步骤1中，空芯光纤外壁镀上外壁金属薄膜，也可以在熔接之后进行。

所述的步骤2中，所述的熔接，熔接工艺为放电强度为100-150mW，放电时间为800-1000ms。

所述的步骤3中，在逐层沉积固定抗体薄膜前，在外壁镀有外壁金属薄膜的表面逐层自沉积聚合物层，聚合物层作为连接介质，再将其置于抗体分散液中，进行固定抗体薄膜。

一种生物分子和温度双参数监测传感系统，包括上述生物分子和温度双参数光纤传感器。

所述的一种生物分子和温度双参数监测传感系统，还包括白光光源、光谱仪和计算机，白光光源设置在入光光纤远离空芯光纤的一端，光谱仪设置在出光光纤远离空芯光纤的一端，并和出光光纤连接，光谱仪还和计算机联接。

作为优选，所述的光谱仪通过数据接口和计算机连接。

一种生物分子和温度双参数光纤传感器进行生物分子和温度双参数监测的方法，采用上述生物分子和温度双参数光纤传感器，包括以下步骤：

步骤一：

将生物分子和温度双参数光纤传感器的空芯光纤部分置于待测生物分子溶液的检测容器中，并将检测容器密封；

步骤二：

开启白光光源，白光光源发出的光信号经过入光光纤传输至空芯光纤中，光信号在空芯光纤的管壁中传输，通过空芯光纤后形成的输出光谱进入出光光纤，通过出光光纤将光信号导入光谱仪，光谱仪通过数据接口将实时数据传送至计算机进行数据处理。

所述的步骤一中，检测容器优选为毛细管，毛细管的两端和光纤平行设置有待测生物分子溶液的进液口和出液口，进液口和蠕动泵相连接。

本发明的生物分子和温度双参数光纤传感器及其制作方法和应用，与现有技术相比的有益效果是：

1、本发明提出的生物分子和温度双参数光纤传感器制作方法简单，成本低，抗干扰，机械强度大，可以应用于复杂环境的检测。而且，该传感器检测灵敏度高，双参数可同时检测，避免不同参数之间的干扰，以温度和蛋白质分子检测为例，生物分子的检测点与测温点位置相同，这样提高了测温的准确性。本发明有效的解决了现有技术中，生物传感器易受温度干扰的问题，而且同时能够检测出生物分子所处环境的温度，这样不仅可以避免温度对检测结果的干扰，还可以通过温度的测量避免蛋白质变质。该传感器适合在不同的检测领域推广，可以很容易的推广到其他参数的同时检测。

2、本发明的生物分子和温度双参数光纤传感器，体积小，直径小，可以直接和商用的多模光纤熔接，检测生物分子所需的检测样本少。

4、熔接固定后，传感器可以更好的抗外界干扰，而且使用更加灵活，可以应用到多种场合。

5、本发明的生物分子和温度双参数光纤传感器，其内壁和外壁的金属膜可以为同一种金属膜，在制备工艺上能够简化，而且生物分子和温度双参数之间不受影响。

6、逐层沉积法制作聚合物薄膜，无需多种聚合物薄膜，制作工艺简单。

7、使用酒精作为温敏材料便于光纤之间的熔接，PDMS等有机物作为温敏材料无法进行光纤熔接。

8、对于生物分子的检测，无需标记，抗体薄膜制作简单，检测灵敏度高。

附图说明

图1为本发明的一种生物分子和温度双参数光纤传感器的结构示意图；

(A)为生物分子和温度双参数光纤传感器整体结构图(B)为生物分子和温度双参数光纤传感器截面示意图；

图中，1为入光光纤，2为出光光纤，3为外壁金属薄膜，4为空芯光纤，5为内壁金属薄膜，6为酒精，7为抗体，8为抗原。

图2一种生物分子和温度双参数监测传感系统的结构示意图；

A为白光光源，B为多模光纤，B-1为入光光纤，B-2为出光光纤，C为空芯光纤，D为光谱仪，E为微型毛细玻璃管，F为蠕动泵，G为待测液，H为进液管，I为计算机，J为废液池，K为数据线，L为出液管。

图3为本发明的一种生物分子和温度双参数光纤传感器的输出光谱图；

图4为本发明的一种生物分子和温度双参数光纤传感器仅温度变化的拟合曲线图；

图5为本发明的一种生物分子和温度双参数光纤传感器仅折射率变化的拟合曲线图。

具体实施方式

以下实施例结合附图对本发明进一步详细说明，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

本实施例中提供一种生物分子和温度双参数光纤传感器，该生物分子即抗原8是木瓜蛋白醇，与其相配合的抗体7为免疫球蛋白IgG，具体的，本实施例提供一种用于检测木瓜蛋白酶和温度双参数光纤传感器。

如图1所示，一种生物分子和温度双参数光纤传感器，包括依次相连的入光光纤1、空芯光纤4、出光光纤2。入光光纤1为多模光纤，纤芯直径为62.5微米，包层直径为125微米，长度可以根据实验中所使用设备的距离确定，本实施例中使用长度为0.5米。空芯光纤4的外直径为125微米，内径为35微米，长度为2厘米。空芯光纤4外壁和内壁面分别利用化学法镀有外壁金属薄膜3和内壁金属薄膜5，其中，外壁金属薄膜3和内壁金属薄膜5均为银膜，银膜厚度为30～60nm。利用真空负压法将内侧镀有内壁金属薄膜5的空芯光纤4中填入酒精6。利用光纤熔接机将填充酒精的空芯光纤4两端分别与入光光纤1和出光光纤2熔接，出光光纤2与入光光纤1均为多模光纤，出光光纤2的纤芯直径为62.5微米，包层直径为125微米。利用化学法在熔接完成的空芯光纤外壁镀上外壁金属薄膜3，厚度为40～60nm。然后在外壁金属薄膜3外侧利用逐层沉积技术将免疫球蛋白IgG固定在银膜表面。利用免疫球蛋白IgG与木瓜蛋白酶的特异性结合实现木瓜蛋白酶的检测。

图2所示是有上述生物分子和温度双参数光纤传感器形成的生物分子和温度双参数监测传感系统，包括生物分子和温度双参数光纤传感器，系统中以多模光纤为光路，即多模光纤B。可见光波段的白光光源A的光信号，传输至生物分子和温度双参数光纤传感器中的入光光纤B-1。生物分子和温度双参数光纤传感器C的出光光纤B-2与光谱仪D连接，光谱仪D通过数据线K连接到计算机I，计算机I实时读取生物分子和温度双参数光纤传感器中空芯光纤C的输出信号。生物分子和温度双参数光纤传感器中的空芯光纤C置于微型毛细玻璃管E中，微型毛细玻璃管E的设有两端进液管H和出液管L，进液管H和微型毛细玻璃管E的进液口连接，出液管L和微型毛细玻璃管E的出液口连接，待测液G通过蠕动泵F进入微型毛细玻璃管E中，然后从出液管L排出进入废液池J。

一：上述生物分子和温度双参数光纤传感器的制备方法，步骤如下：

步骤1：镀内膜

取一段空芯光纤，使用酒精将光纤外侧擦拭干净，利用真空负压法将葡萄糖与银氨溶液混合液迅速吸入空芯光纤内，利用葡萄糖与银氨溶液发生的银镜反应制备银膜，静置5min后，空芯光纤内壁形成银膜，通过控制反应时间调整银膜的厚度为40-60nm，将未反应的反应溶液抽出。然后，同样利用真空负压法将酒精吸入内壁镀好银膜的空芯光纤中，得到填充酒精的空芯光纤。

步骤2：熔接

使用光纤切割刀将填充酒精的空芯光纤的两端切平，取1～2厘米长，通过光纤熔接机将填充酒精的空芯光纤的两端分别与多模光纤熔接，熔接时，放电强度为100mW，放电时间800ms。

步骤3：镀外膜

迅速将熔接好的空芯光纤部分放入葡萄糖溶液与银氨溶液的混合溶液中，利用葡萄糖溶液与银氨溶液的银镜反应在空芯光纤外表面镀银膜，得到外壁镀有银膜的空芯光纤。通过控制反应时间及银氨溶液的稀释比例控制银膜的厚度为40-60nm。其中，本实施例中，采用时间为5min，银氨溶液的稀释比为1:4。

步骤4：逐层沉积

将外壁镀有银膜的空芯光纤，置于带正电的聚烯丙氨酸盐中，在外壁镀有银膜的空芯光纤上自组装沉积带正电的聚烯丙氨酸盐，然后用1mol/L的NaCl溶液冲洗去除未成功涂覆的带正电的聚烯丙氨酸盐，再置于带负电的聚4-苯乙烯磺酸钠中，在带正电的聚烯丙氨酸盐层上沉积带负电的聚4-苯乙烯磺酸钠层，再用1mol/L的NaCl溶液冲洗去除未成功涂覆的带负电的聚4-苯乙烯磺酸钠，再进行带正电的聚烯丙氨酸盐的沉积，和带负电的聚4-苯乙烯磺酸钠的沉积，进行数次后，最后沉积带正电的聚烯丙氨酸盐，最后，在最外层的带正电的聚烯丙氨酸盐层外沉积免疫球蛋白IgG，制得生物分子和温度双参数光纤传感器。

二：上述生物分子和温度双参数光纤传感器的应用：

将上述制备的本发明生物分子和温度双参数光纤传感器进行折射率、温度和生物传感特性测试：

为了验证本发明所提出的生物分子和温度双参数光纤传感器的性能，在生物分子和温度双参数监测传感系统中使用400～2000纳米波段的白光光源，使用海洋光学光谱仪检测传感器输出光谱。利用阿贝折射仪测量酒精折射率在25摄氏度时约为1.38，并且随着温度的降低酒精折射率增大。当室温为25摄氏度时，微型毛细玻璃管中分别充入折射率为1.33和1.35的NaCl溶液时，分别记录输出光谱。当微型毛细玻璃管中充入折射率为1.35的NaCl溶液，温度为0摄氏度时，记录输出光谱，如图3所示。从图中可以看出，输出光谱具有两个明显的吸收峰。而且当温度升高时，长波长处的吸收峰向左移动，外侧待测溶液的折射率变大时，短波长处的吸收峰向右移动，而且两个吸收峰的互不干扰。因此传感器的温度灵敏度可以表示为右侧共振吸收峰的偏移Δλ_R与温度变化量的比值，即

传感器对待测样品折射率灵敏度可以表示为左侧共振吸收峰的偏移Δλ_L与待测样品折射率变化的比值，即

实验中将微型毛细玻璃管中充入折射率为1.35的NaCl溶液，并调节传感器的温度从20℃变化到25℃，每隔一摄氏度记录一组输出光谱。提取不同温度时长波长处吸收峰的特征波长进行拟合，得到图4本发明提出的生物分子和温度双参数光纤传感器的温度灵敏度拟合曲线。由图4的拟合曲线的斜率可得到本发明提出的生物分子和温度双参数光纤传感器的温度灵敏度达到4.6nm/℃。

在室温25℃时进行折射率测量实验，实验中将微型毛细玻璃管中充入折射率不同的NaCl溶液，并调节NaCl溶液的浓度从1.333变化到1.343，每隔0.002记录一组输出光谱。提取不同折射率时短波长处吸收峰的特征波长进行拟合，得到图5本发明提出的生物分子和温度双参数光纤传感器的折射率灵敏度拟合曲线。由图5的拟合曲线的斜率可得到本发明提出的生物分子和温度双参数光纤传感器的折射率灵敏度达到2000nm/RIU。

进一步进行了木瓜蛋白酶浓度的检测实验，采用浓度分别为1μg/mL，5μg/mL，10μg/mL，20μg/mL，50μg/mL和0.1mg/mL的木瓜蛋白酶-PBS溶液。由于木瓜蛋白酶与免疫球蛋白IgG会发生特异性结合，由于二者的结合会引起空芯光纤外侧银膜所接触的折射率发生变化，进而短波长处的吸收峰发生移动。随着浓度的增加，稳定后吸收峰的移动量增加。与此同时，可以通过长波长处的吸收峰所在的位置，得到实时的温度情况，实现的温度和木瓜蛋白酶浓度检测。

实施例2

一种生物分子和温度双参数光纤传感器，包括入光光纤、空芯光纤和出光光纤，在光传播方向上，依次设置有入光光纤、空芯光纤、出光光纤，入光光纤的一端和空芯光纤的一端熔接，空芯光纤的另一端和出光光纤的一端熔接；

所述的入光光纤用于向空芯光纤输入并传递光信号，为多模光纤；

所述的空芯光纤为管状结构，在空芯光纤内壁镀有内壁金属薄膜，在空芯光纤的芯部填充酒精，在空芯光纤外壁镀有外壁金属薄膜，在外壁金属薄膜外侧固定有抗体薄膜；所述的空芯光纤作为传感区域，光信号在空芯光纤管壁中传输；

所述的出光光纤用于接收携带检测信息的输出光谱，并传递光信号，为多模光纤。

所述的多模光纤包括纤芯和包层，纤芯环设有包层，纤芯直径为50～65μm，包层直径为120～130μm。

所述的空芯光纤的外径和多模光纤的包层直径一致为120～130μm，空芯光纤的内径为20～40μm，长度为1～2cm。

所述的空芯光纤，其内壁镀的内壁金属薄膜为金膜，膜厚度为30～60nm；所述的空芯光纤，其外壁镀的外壁金属薄膜为金膜，膜厚度为30～60nm。

一种生物分子和温度双参数光纤传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：镀膜

用酒精将空芯光纤的内壁和外壁清洁后，采用磁控溅射方法，将空芯光纤内壁镀上金膜，同时，将空芯光纤外壁镀上金膜，其中，金膜的厚度为30-60nm，采用真空负压法，将酒精吸入空芯光纤芯部，并填满。

步骤2：熔接

将芯部填充酒精的空芯光纤根据传感部分的长度进行切割，其一端和入光光纤的一端熔接，另一端和出光光纤的一端熔接；熔接工艺为放电强度为150mW，放电时间为1000ms。

步骤3：逐层沉积

使用带正电的聚烯丙氨酸盐和带负电的聚4-苯乙烯磺酸钠逐层沉积技术涂覆在镀有银膜的空芯光纤外侧。以聚烯丙氨酸盐作为最后一层，此外在每一层涂覆之间用1mol/L的NaCl溶液冲洗传感器以去除未成功涂覆的聚烯丙氨酸盐和聚4-苯乙烯磺酸钠。最后沉积免疫球蛋白IgG，完成生物分子和温度双参数光纤传感器的制作。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种生物分子和温度双参数光纤传感器，其特征在于，该生物分子和温度双参数光纤传感器包括入光光纤、空芯光纤和出光光纤，在光传播方向上，依次设置有入光光纤、空芯光纤、出光光纤，入光光纤的一端和空芯光纤的一端熔接，空芯光纤的另一端和出光光纤的一端熔接；

所述的入光光纤用于向空芯光纤输入并传递光信号，为多模光纤；

所述的空芯光纤为管状结构，在空芯光纤内壁镀有内壁金属薄膜，在空芯光纤的芯部填充酒精，在空芯光纤外壁镀有外壁金属薄膜，在外壁金属薄膜外侧依次沉积固定有带电聚合物层和抗体薄膜；所述的空芯光纤作为传感区域，光信号在空芯光纤管壁中传输；

所述的出光光纤用于接收携带检测信息的输出光谱，并传递光信号，为多模光纤。

2.根据权利要求1所述的生物分子和温度双参数光纤传感器，其特征在于，所述的生物分子和温度双参数光纤传感器的温度灵敏度为4.6～4.9nm/℃；折射率敏感度为2000±100nm/RIU；检测生物分子的浓度为1μg/mL～0.1mg/mL。

3.根据权利要求1所述的生物分子和温度双参数光纤传感器，其特征在于，所述的多模光纤包括纤芯和包层，纤芯环设有包层，纤芯直径为50～65μm，包层直径为120～130μm；所述的空芯光纤的外径和多模光纤的包层直径一致，空芯光纤的内径为20～40μm，长度为1～2cm。

4.根据权利要求1所述的生物分子和温度双参数光纤传感器，其特征在于，所述的空芯光纤，其内壁镀的内壁金属薄膜为金膜或银膜中的一种，膜厚度为30～60nm；所述的空芯光纤，其外壁镀的外壁金属薄膜为金膜或银膜中的一种，膜厚度为30～60nm。

5.根据权利要求1所述的生物分子和温度双参数光纤传感器，其特征在于，所述的带电聚合物层包括依次交替的带正电层和带负电层，其中，带正电层比带负电层多一层；所述的抗体薄膜根据所检测的生物分子确定。

6.权利要求1-5任意一项所述的生物分子和温度双参数光纤传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：镀膜

将空芯光纤的内壁和外壁清洁后，将空芯光纤内壁镀上内壁金属薄膜，同时，将空芯光纤外壁镀上外壁金属薄膜，将空芯光纤芯部填充酒精；

步骤2：熔接

将芯部填充酒精的空芯光纤根据传感部分的长度进行切割，其一端和入光光纤的一端熔接，另一端和出光光纤的一端熔接；

步骤3：逐层沉积

在外壁镀有外壁金属薄膜的表面，采用逐层沉积方法依次固定带电聚合物层和抗体薄膜，得到生物分子和温度双参数光纤传感器。

7.根据权利要求6所述的生物分子和温度双参数光纤传感器的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，当空芯光纤的金属薄膜为银膜时，采用银镜反应镀膜，具体为将葡萄糖和银氨溶液反应制备银膜；镀膜时间为3-10min；当空芯光纤的金属薄膜为金膜时，采用磁控溅射方法。

8.根据权利要求6所述的生物分子和温度双参数光纤传感器的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中，所述的熔接，熔接工艺为放电强度为100-150mW，放电时间为800-1000ms。

9.一种生物分子和温度双参数监测传感系统，其特征在于，包括权利要求1-5任意一项所述的生物分子和温度双参数光纤传感器；还包括白光光源、光谱仪和计算机，白光光源设置在入光光纤远离空芯光纤的一端，光谱仪设置在出光光纤远离空芯光纤的一端，并和出光光纤连接，光谱仪还和计算机联接。

10.一种生物分子和温度双参数光纤传感器进行生物分子和温度双参数监测的方法，其特征在于，采用权利要求1-5任意一项所述的生物分子和温度双参数光纤传感器，包括以下步骤：

步骤一：

将生物分子和温度双参数光纤传感器的空芯光纤部分置于待测生物分子溶液的检测容器中，并将检测容器密封；

步骤二：

开启白光光源，白光光源发出的光信号经过入光光纤传输至空芯光纤中，光信号在空芯光纤的管壁中传输，通过空芯光纤后形成的输出光谱进入出光光纤，通过出光光纤将光信号导入光谱仪，光谱仪通过数据接口将实时数据传送至计算机进行数据处理。

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