论文部分内容阅读
论文从满足微型生化分析对高灵敏度光纤消逝场生化传感器的要求出发，针对现有传感器的灵敏度低、传感光纤表面质量差、使用寿命短等问题，对高灵敏度光纤消逝场传感器的相关理论和制作方法进行了研究。
分析了消逝场产生的原理和相关特性，建立了传感器的理论模型，推导了可在光纤内传播的简并模式的数目和种类并计算了各传播模式和传感光纤的包层功率占有率。讨论了纤芯折射率n1、吸收介质折射率n2及纤芯直径对光纤包层功率占有率的影响。提出了一种计算光纤消逝场传感器灵敏度的算法，实验证明该算法得到的理论灵敏度值与试验值有良好的一致性。
开发了光纤消逝场传感器的电脑辅助设计程序，利用该程序可以实现各参数对传感器影响的可视化研究并估计传感器的灵敏度大小。
设计了组合双锥形少模传感光纤结构，提高了光纤消逝场传感器的灵敏度：通过改进传感器样品池的结构，改善了传感光纤的受力情况；采用新的传感光纤的制作工艺，提高了传感光纤的表面质量。震动实验和封装保存研究结果表明传感光纤抗冲击能力高，寿命长。
通过实验考察了传感光纤长度对传感器灵敏度的影响，分析了传感器的线性度，解释了传感器吸光度的理论值和实验值产生偏差的原因。研究了传感光纤的表面生化修饰，制作了高灵敏的无标少模光纤消逝场生物传感器，传感器对人免疫球蛋白的最低可检测浓度达到10pg/ml，对蓖麻毒素和葡萄球菌肠毒素B的最低检测浓度都达到1ng/ml。
设计了一种用于磨制D形传感光纤的研磨夹具，通过采用新结构的D形传感光纤并在其传感平面修饰纳米颗粒，制作了高灵敏度的D形光纤消逝场传感器，对亚甲基蓝的最低检测浓度可达9×10-7mol/L。