微迈氏干涉生物分子作用传感方法及探针

摘要

本发明公开一种微迈氏干涉生物分子作用传感方法及探针。该方法是通过光纤上的微型迈克尔逊干涉器和生物分子敏感膜获取生物分子作用信息，通过该光纤上同一位置的正反向耦合器获取温度信息，实现经温度精确校正后的生物分子作用传感，并可获取后向散射光或荧光的分布信息。该方法有数据容错能力，通用性和选择性兼备，同时间同空间传感温度信息，噪声、干扰和杂散光的影响小，灵敏度高，测量范围大。该探针由光纤及其上的正反向耦合器、反射器、生物分子敏感膜构成，具有集成化、全光纤化、微型化、小温控区、抗振性好、成本低、可遥测等优点。该方法和探针特别适于生物分子作用或其热动力特性的传感。

主权项

1、微迈氏干涉生物分子作用传感方法，其特征在于：(a)光纤芯中的光通过正反向耦合器被同向耦合特定波长带的部分光到光纤包层，并被反向耦合回另外波长带的光到光纤输入端；光纤芯中的其余光传输到光纤端面上的反射器并被反射，反射返回的光被保留部分光在光纤芯中以作为参考光；温度变化改变所述正反向耦合器的反向耦合光参量λB；(b)被正反向耦合器耦合到光纤包层的光传输到光纤端面上的反射器并被反射返回，再被同向耦合部分光到光纤芯；从光纤包层耦合到光纤芯的光和所述参考光中对应波长带的光产生迈氏干涉，并返回到光纤输入端；温度变化、生物分子与光纤包层表面上生物分子敏感膜的相互作用都改变所述迈氏干涉的干涉参量φ；所述生物分子敏感膜位于所述正反向耦合器及其与反射器之间光纤包层的表面；(c)返回到光纤输入端的光传输到光解调器并被解调，解调的数据被传输到计算机；计算机从解调数据得到所述干涉参量φ和反向耦合光参量λB，再用标定过程得到的温度系数kB、温度常量aB、温度校正系数km和生物分子作用常量am等分析得到温度T和温度校正后的生物分子作用信息Fm；其分析时的计算公式分别为：T＝kBλB+aB，Fm＝φ+kmλB+am所述标定过程的具体步骤是：(a)将正反向耦合器和生物分子敏感膜置于温度为T0且无被测生物分子的溶液中，计算机获取此时的反向耦合光参量λB0和干涉参量φ0；(b)改变该溶液的温度为T1，且T1≠T0，计算机获取此时的反向耦合光参量λB1和干涉参量φ1；(c)计算机计算标定出温度系数kB、温度常量aB、温度校正系数km和生物分子作用常量am；其标定时的计算公式分别为：kB＝(T1-T0)/(λB1-λB0)，aB＝(T0λB1-T1λB0)/(λB1-λB0)，km＝-(φ1-φ0)/(λB1-λB0)，am＝(φ1λB0-φ0λB1)/(λB1-λB0)；所述反向耦合光参量是所述正反向耦合器反向耦合光的中心波长或幅值；所述干涉参量是迈氏干涉条纹中波峰或波谷的波长值，或是迈氏干涉条纹所代表的相位差，或是特定波长的干涉光强值。