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专利名称：光纤光栅复合传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光纤光栅传感器，特别是一种用于作生物分子相互作用测量的光纤光栅复合传感器。
背景技术：
目前，光纤布拉格光栅(FPG)和光纤长周期光栅(LPG)传感器被广泛的应用于各个领域，例如温度、应力、应变的感应。特别是光纤长周期光栅传感器，由于光纤长周期光栅的表面模能感应光栅所在环境的变化，其透射谱可用于研究蛋白-蛋白、蛋白-DNA、DNA-DNA等生物分子的相互作用，尤其是由于光纤长周期光栅的感应原理不依赖于荧光标记，其对被测量的生物系统干涉较少。但是，光纤长周期光栅的透射谱却受到所有其它因素如温度、应力等的影响，要达到针对性的测量表面模变化的目的，尚需作环境的控制或者监测。

发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够消除温度、应力以及所有其它因素干扰的光纤光栅复合传感器。其技术方案是一种光纤光栅复合传感器，包括光纤和光栅，其特征是所述的光纤的包层内的纤芯中依次串接光纤长周期光栅和光纤布拉格光栅，依次串接在光纤纤芯上的光纤长周期光栅和光纤布拉格光栅处的包层上镶有生物活化层。
上述的生物活化层为用共价键联合在包层上的DNA单链，或为覆盖在包层上的抗体或抗原，或为覆盖在包层上的肽。
其技术效果是本实用新型由于利用光纤长周期光栅和光纤布拉格光栅对温度、应力共同的敏感特性，以及两者对光栅表面层感应的差异性，故在对生物分子的相互作用测量时，可以消除温度、应力以及所有其它因素的干扰，其测量的数据准确；同时，由于可在相应的光纤包层上镶有不同的生物活化层，故能适应对多种不同分子如DNA、抗体或抗原及肽等的测量，其使用范围广泛；另外，本传感器还具有灵敏度高，不需要荧光标记样本等优点，是一种测量生物分子相互作用的理想传感器。
图面说明

图1为本实用新型一种结构示意图；图2为本实用新型另一种结构示意图；图3为本实用新型又一种结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本光纤光栅复合传感器，由光纤、光纤长周期光栅和布拉格光栅组成。光纤1采用紫外光敏光纤。光纤1的包层12内的纤芯11中依次串接光纤长周期光栅2和光纤布拉格光栅3。依次串接在光纤纤芯中的光纤长周期光栅和布拉格光栅处的包层12上镶有生物活化层4。该生物活化层是用于感应的，其既可以是用共价键联合在包层上的DNA单链，也可以是覆盖在包层上的抗体或抗体，还可以是覆盖在包层上的肽或者其它的生物分子。由于DNA两个互补的单链之间会发生杂交反应而结合，与其它的DNA则几乎不反应，因此，使其具有很强的选择性。当杂交发生时，由于光纤长周期光栅表层的后度发生改变，使得其上传播的光波的表面模也发生改变，表面模与同时在纤芯中传播的纤芯模发生耦合，从而引起其透射光谱的变化；同理，由于抗体或抗原与抗原或抗体之间也有类似的选择性反应关系，当在光纤长周期光栅表层上覆盖上抗原后，传感器对与之相应的抗原或抗体敏感。由于很多其它的生物分子之间有选择性反应关系，因此把参与反应的一方用共价的方式固定在光纤长周期光栅的表层，就变成其互补的传感器。
本光纤光栅复合传感器还可以是另外一种的结构形式(见图2)。光纤1的包层12内的纤芯11中依次串接两个光纤长周期光栅21、22，依次串接在光纤纤芯中的两个光纤长周期光栅处的包层12上镶有生物活化层4，该生物活化层为牛血清白蛋白(Bovineserumalbumin)。当光通过两个光纤长周期光栅时，由于待测物所含的抗牛血清白蛋白抗体(anti-BSAlgG)与光纤长周期光栅上的牛血清白蛋白(Bovineserumalbumin)反应而造成光谱的变化，另一方面，光在通过光纤长周期光栅21时被分成两部分，一部分光通过核(Core)，一部分光通过包层，通过核的光和通过包层的光在另一个光纤长周期光栅22会合时，由于光程差而造成干涉，加深光谱变化的敏感，更有利于分析。
本光纤光栅复合传感器的第三种结构形式(见图3)。两个光纤长周期光栅21、22分别串接在两根光纤1的包层12内的纤芯11中，两根分别串接光纤长周期光栅的光纤并联，其中一个串接在光纤纤芯中的光纤长周期光栅21处的包层12上镶有生物活化层4，该生物活化层为牛血清白蛋白(Bovineserumalbumin)。当光通过它时由于待测物所含的抗牛血清白蛋白抗体(anti-BSAlgG)与光纤长周期光栅21上的牛血清白蛋白(Bovineserumalbumin)反应而造成光谱的变化，另一方面，和通过没有镀膜的光纤长周期光栅22的光在另一端会合时，由于光程差而造成干涉。因为两个光纤长周期光栅同在一个环境中，所以温度以及其它因素所造成的影响由于同步而互相抵消，只留下待测物与镀牛血清白蛋白(Bovineserumalbumin)层反应所造成的影响，而这种光谱的变化由于和另一个来自无镀膜光纤长周期光栅的光相干涉而使变化更敏感，更有利于分析。
上述三个不同结构的光纤复合传感器中，光纤长周期光栅2或21都是用来感应表面层接触分子变化的，光纤布拉格光栅光感应环境的变化。当传感器用于干扰法作测量手段时，用于感应的光纤长周期光栅2或21与用于检测的光纤长周期光栅22的中心波长相同；当传感器用于光谱分析法作测量手段时，用于感应的光纤长周期光栅2或21与用于检测的光纤长周期光栅22或光纤布拉格光栅3的中心波长不相同。
权利要求1.一种光纤光栅复合传感器，包括光纤和光栅，其特征是所述的光纤(1)的包层(12)内的纤芯(11)中依次串接光纤长周期光栅(2)和光纤布拉格光栅(3)，依次串接在光纤纤芯上的光纤长周期光栅和光纤布拉格光栅处的包层上镶有生物活化层(4)。
2.根据权利要求1所述一种光纤光栅复合传感器，其特征是所述的光纤(1)为紫外光敏光纤。
3.根据权利要求1所述一种光纤光栅复合传感器，其特征是所述的生物活化层(4)为用共价键联合在包层上的DNA单链，或为覆盖在包层上的抗体或抗原，或为覆盖在包层上的肽。
4.根据权利要求1所述一种光纤光栅复合传感器，其特征是所述的光纤(1)的包层(12)内的纤芯(11)中依次串接两个光纤长周期光栅(21、22)，依次串接在光纤纤芯中的两个光纤长周期光栅处的包层(12)上镶有生物活化层(4)。
5.根据权利要求4所述一种光纤光栅复合传感器，其特征是所述的两个光纤长周期光栅(21、22)分别串接在两根光纤(1)的包层(12)内的纤芯(11)中，两根分别串接光纤长周期光栅的光纤并联，其中一个串接在光纤纤芯中的光纤长周期光栅(21)处的包层(12)上镶有生物活化层(4)。
专利摘要光纤光栅复合传感器属光纤光栅传感技术领域，其所要解决的技术问题是提供一种能够消除温度、应力以及所有其它因素干扰的光纤光栅复合传感器。其技术要点是光纤(1)的包层(12)内的纤芯(11)中依次串接光纤长周期光栅(2)和光纤布拉格光栅(3)，依次串接在光纤纤芯上的光纤长周期光栅和光纤布拉格光栅处的包层上镶有生物活化层(4)。由于利用光纤长周期光栅和光纤布拉格光栅对温度、应力共同的敏感特性，以及两者对光栅表面层感应的差异性，故在对生物分子的相互作用测量时，可以消除温度、应力以及所有其它因素的干扰，其测量的数据准确、使用范围广泛，具有灵敏度高等优点，是一种测量生物分子相互作用的理想传感器。
文档编号G01D5/26GK2773626SQ200420078949
公开日2006年4月19日 申请日期2004年8月20日 优先权日2004年8月20日
发明者萧剑鸣, 宗杰, 简沛宣, 胡浩 申请人:萧剑鸣, 宗杰, 简沛宣, 胡浩