CN210923475U - 一种基于光纤spr传感器的血清白蛋白检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于光纤SPR传感器的血清白蛋白检测系统，其包括：ASE宽带光源，输入单模光纤，起偏器，偏振控制器，光纤SPR传感器，样品，输出单模光纤，光谱仪。ASE宽带光源和输入单模光纤相连，输入单模光纤依次与起偏器、偏振控制器和光纤SPR传感器相连，光纤SPR传感器通过输出单模光纤与光谱仪相连。ASE宽带光源发射出的光通过起偏器和偏振控制器分别调制TM模、等激励模和TE模三种偏振态后入射到光纤SPR传感器中，由于传感器内部刻有ExTFG，前向传导的入射光被有效激发到包层模，当样品中含有血清白蛋白，将会与光纤SPR传感器金膜表面折射率发生变化，导致SPR信号变化，通过光谱仪检测SPR信号变化，从而检测样品中血清白蛋白。

Description

一种基于光纤SPR传感器的血清白蛋白检测系统

技术领域

本实用新型属于光纤生物传感技术领域，特别涉及一种基于光纤SPR传感器的血清白蛋白检测系统。

背景技术

表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)是一种物理光学现象，SPR技术已经成为当今科学研究的重要手段，在生物学检测、临床诊断与遗传分析、食品工业及环境监测等领域都有着关键的应用。SPR传感器是表面等离子体共振仪中的核心部件，常见的在线传输式光纤SPR传感器结构有去包层光纤SPR传感器、锥形SPR传感器、D型光纤SPR传感器和U型光纤SPR传感器。SPR传感器由超薄金属(常见金属有金、银、铂等)层覆盖在光纤外层，集合SPR效应对环境介质折射率的变化非常敏感的优点，同时还具备光纤本身柔软、可绕曲、电绝缘、耐腐蚀，使用时不发热，不会使血清白蛋白变性、无辐射，不破坏血清白蛋白结构，在检测血清白蛋白中是优选的传感器。

相对比于传统的棱镜结构SPR检测系统，光纤SPR传感器具备便携带性，且制作成本低，适用于实时检测的现场应用。例如检测牛血清白蛋白(BSA)单克隆抗体，构成特异性生物传感器完成对不同浓度的BSA溶液的检测。传感器的最低检测极限(LOD)，同时与BSA浓度等级对应的谐振波长偏移量与浓度之间满足Langmuir吸附模型，TM模可以与金膜的表面等离子体波产生作用激发LSPR效应；同时，镀金膜后传感器TM模、TE模的波长折射率灵敏度。构造一种低成本、小型化、高灵敏度，并且可以检测血清白蛋白的光纤SPR传感器检测血清白蛋白系统成为光纤传感领域的迫切需求。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种基于光纤SPR传感器的血清白蛋白检测系统，其包括：ASE宽带光源(1)，输入单模光纤(2)，起偏器(3)，偏振控制器(4)，光纤SPR传感器(5)，样品(6)，输出单模光纤(7)，光谱仪(8)。

所述的ASE宽带光源(1)型号为BBS，1550A-TS，1250nm-1650nm。

所述的输入单模光纤(2)，将ASE宽带光源(1)发出的光传输到光纤SPR传感器(5)。

所述的起偏器(3)，对ASE宽带光源(1)发出的宽带光源的光源偏振状态进行起偏。

所述的偏振控制器(4)，通过调制激发TM模、等激励模以及TE模。

所述的光纤SPR传感器(5)，为大角度倾斜光纤光栅局域表面等离子体共振(ExTFG-LSPR)。

所述的光纤SPR传感器(5)为ExTFG-LSPR传感器，其包括：纤芯(5-1)，包层(5-2)，金属薄膜(5-3)。

所述的纤芯(5-1)刻有大角度倾斜光纤光栅(ExTFG)。

所述的金属薄膜(5-3)镀制40nm至60nm金膜。

所述的样品(6)，为血清白蛋白溶液，光纤SPR传感器(5)放置于含有样品(6)的洁净玻璃片上，避免因为扭曲对光路造成实验误差。

所述的输出单模光纤(7)，把光纤SPR传感器(5)采集的光谱信息传输到光谱仪(8)。

所述的输入单模光纤(2)与输出单模光纤(7)的型号为康宁SMF-28。

所述的光谱仪(8)，OSA，MS9740A，分辨率为0.03nm，用于采集、记录光纤SPR传感器的透射谱。

ASE宽带光源(1)和输入单模光纤(2)相连，输入单模光纤(2)依次与起偏器(3)、偏振控制器(4)和光纤SPR传感器(5)相连，光纤SPR传感器(5)通过输出单模光纤(7)与光谱仪(8)相连。ASE宽带光源(1)发射出的光通过起偏器(3)和偏振控制器(4)分别调制TM模、等激励模和TE模三种偏振态后入射到光纤SPR传感器(5)中，由于传感器内部刻有ExTFG，前向传导的入射光被有效激发到包层模，当样品(6)中含有血清白蛋白，将会与光纤SPR传感器(5)金膜表面折射率发生变化，导致SPR信号变化，通过光谱仪(8)检测SPR信号变化，从而检测样品(6)中血清白蛋白。

附图说明

图1是一种基于光纤SPR传感器的血清白蛋白检测系统的原理图。

图2是一种基于光纤SPR传感器的血清白蛋白检测系统中传感器的截面示意图。

图中：1、ASE宽带光源；2、输入单模光纤；3、起偏器；4、偏振控制器；5、光纤SPR传感器；6、样品；7、输出单模光纤；8、光谱仪；5-1、纤芯；5-2、包层；5-3、金属薄膜。

具体实施方式

下面结合附图说明本实施方式，参阅图1所示为本实施方式是本实用新型一种基于光纤SPR传感器的血清白蛋白检测系统的原理图，所述一种基于光纤SPR传感器的血清白蛋白检测系统，其包括：ASE宽带光源(1)，输入单模光纤(2)，起偏器(3)，偏振控制器(4)，光纤SPR传感器(5)，样品(6)，输出单模光纤(7)，光谱仪(8)。

参阅图2所示，图2为本实施方式是一种基于光纤SPR传感器的血清白蛋白检测系统中传感器的截面示意图。所述的光纤SPR传感器(5)为ExTFG-LSPR传感器，其包括：纤芯(5-1)，包层(5-2)，金属薄膜(5-3)；所述的纤芯(5-1)刻有大角度倾斜光纤光栅(ExTFG)；所述的金属薄膜(5-3)镀制40nm至60nm金膜。

由于ExTFG，本身具有不同阶层的包层模，在栅区镀上一层40nm-60nm金膜后，构成ExTFG-LSPR传感器，不同阶层的包层模将会入射到包层与金属层的交界面，满足表面等离子共振的条件下，会在交界面激发倏逝波先激发了表面等离子体波(SPW)，而且满足表面等离子体共振相位匹配条件的包层模能量会转移到SPW上，形成在透射谱上可观测到的SPR共振峰。

ASE宽带光源(1)发出1250nm-1650nm宽带光源，通过输入单模光纤(2)将光传输到起偏器(3)在线偏振；输出的偏振光通过偏振控制器(4)分别调制TM模、等激励模和TE模三种偏振态，后入射到光纤SPR传感器(5)中，由于传感器内部刻有ExTFG，前向传导的入射光被有效激发到包层模，当样品(6)中含有血清白蛋白，将会与光纤SPR传感器(5)金膜表面折射率发生变化，导致SPR信号变化，通过光谱仪(8)检测SPR信号变化，从而检测样品(6)中血清白蛋白。

以上所述，仅为本实用新型中的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内的局部修改或替换，都应涵盖在本实用新型的包含范围内。

Claims (2)

1.一种基于光纤SPR传感器的血清白蛋白检测系统，其特征在于，其包括：ASE宽带光源（1），输入单模光纤（2），起偏器（3），偏振控制器（4），光纤SPR传感器（5），样品（6），输出单模光纤（7），光谱仪（8）；ASE宽带光源（1）和输入单模光纤（2）相连，输入单模光纤（2）依次与起偏器（3）、偏振控制器（4）和光纤SPR传感器（5）相连，光纤SPR传感器（5）通过输出单模光纤（7）与光谱仪（8）相连；所述的ASE宽带光源（1）型号为BBS，1550A-TS，1250nm-1650nm；所述的输入单模光纤（2）与输出单模光纤（7）的型号为康宁SMF-28。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤SPR传感器的血清白蛋白检测系统，其特征在于，所述的光纤SPR传感器（5）为ExTFG-LSPR传感器，其包括：纤芯（5-1），包层（5-2），金属薄膜（5-3）；所述的纤芯（5-1）刻有ExTFG；所述的金属薄膜（5-3）镀制40nm至60nm金膜。

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