一種基于光纖菲涅耳反射的菜豆莢斑駁病毒檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及菜豆莢斑駁病毒檢測技術(shù)、光纖傳感技術(shù)，利用的是菜豆莢斑駁 病毒抗體與抗原的特異性結(jié)合以及不同濃度的菜豆莢斑駁病毒會使反射光衰減峰波長值 發(fā)生改變的方法，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、響應(yīng)速度快、靈敏度高、安全可靠、直接實時等諸 多優(yōu)點，它屬于光纖生物傳感領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 以光纖傳導(dǎo)和收集光信號并進(jìn)行生物檢測的傳感器統(tǒng)稱為光纖生物傳感器，它集 成了光纖傳感器本身具有的靈敏度高，抗電磁干擾能力強(qiáng)，耐腐蝕，小巧輕便等優(yōu)點，也集 成了生物傳感器特異性強(qiáng)的優(yōu)點。
[0003] 菜豆莢斑駁病毒是危害大豆等豆科植物的重要病毒，對大豆的生長具有很大的危 害性，會導(dǎo)致大豆的大面積減產(chǎn)甚至是絕產(chǎn)。在使用傳統(tǒng)反轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)用于 菜豆莢斑駁病毒檢測中依舊存在著不能定量分析、實驗步驟多、操作復(fù)雜，實驗時間長等不 足，還很難實現(xiàn)在線實時檢測。這些缺點限制了菜豆莢斑駁病毒的有效檢測。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型的目的是為了克服上述產(chǎn)生的問題，滿足人們的需求，提出一種測定 菜豆莢斑駁病毒的光纖傳感系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理，成本低廉、直接實時、結(jié)果有 效準(zhǔn)確。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種測定菜豆莢斑駁病毒的光 纖傳感系統(tǒng)，由寬帶光源、輸入光纖、親合器、輸出光纖、測試光纖、樣品容器和光譜儀構(gòu)成。 從寬帶光源發(fā)出的光經(jīng)輸入光纖入射到耦合器后分為兩路，其中一路為輸出光纖，另一路 為已鍍上菜豆莢斑駁病毒抗體的測試光纖，浸入裝有菜豆莢斑駁病毒抗原溶液的樣品容器 發(fā)生特異性結(jié)合，反射光依次經(jīng)測試光纖、耦合器和輸出光纖入射到光譜儀，通過檢測反射 光衰減峰波長值實現(xiàn)菜豆莢斑駁病毒的測定。
[0006] 本實用新型所述的輸入光纖、輸出光纖均是普通單模光纖，纖芯直徑是8. 3 μm，包 層直徑是125 μ m ;測試光纖是傾斜光纖光柵。
[0007] 本實用新型所述的光譜儀用作接收光源，光譜的分辨率為0.0 lnm。
[0008] 本實用新型所述的測試光纖的端面鍍上一層銀膜增加反射率，并在光纖的表面修 飾上長為20nm、寬為IOnm的納米金棒；利用硅烷偶聯(lián)劑在納米金棒的表面修飾上菜豆莢斑 駁病毒抗體，其與待測的菜豆莢斑駁病毒抗原具有特異性吸附能力，因此可以用來實現(xiàn)測 定菜豆莢斑駁病毒。
[0009] 本實用新型所述的測試光纖反射譜干涉滿足
[0011] 其中中]^和I 2分別表不光纖纖芯模和包層模的光強(qiáng)，λ表不空氣中的自由空間 光波長，L表示光纖的長度，<f.、分別表示為纖芯模和第j階包層模的有效折射率， 與入射波長有關(guān)但不隨外界濃度的改變而改變，<?7為光纖包層中第j階模式的有效折射 率，跟入射波長和外界濃度都有關(guān)。當(dāng)不同濃度的菜豆莢斑駁病毒抗原溶液與抗體接觸作 用時，會直接改變《1·，從而使光譜圖上的波形發(fā)生變化，從光譜圖上看到的則是干涉波長 的移動，通過檢測衰減峰波長值就可以達(dá)到測定菜豆莢斑駁病毒濃度的目的。
[0012] 本實用新型所具有的特點優(yōu)勢為：1.所有儀器材料都很普遍，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單； 2.對菜豆莢斑駁病毒測定直接實時，且操作簡單；3.所有操作都沒涉及危險藥品，安全可 與巨〇
【附圖說明】
[0013] 圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖
[0014] 圖2為本實用新型的測試光纖實驗原理圖
[0015] 圖3為本實用新型不同濃度菜豆莢斑駁病毒的反射光譜圖
【具體實施方式】
[0016] 本實用新型適用的溫濕度條件為：> 15°C，0_90% RH。
[0017] 如圖1所示，它是一種測定菜豆莢斑駁病毒的光纖傳感器系統(tǒng)。
[0018] 從寬帶光源（1)發(fā)出的光經(jīng)輸入光纖（2)入射到耦合器（3)后分為兩路，其中一 路為輸出光纖（4)，另一路為已鍍上菜豆莢斑駁病毒抗體的測試光纖(6)，浸入裝有菜豆莢 斑駁病毒溶液的樣品容器（7)會發(fā)生特異性結(jié)合，反射光依次經(jīng)測試光纖(6)、耦合器（3) 和輸出光纖（4)入射到光譜儀（5)，通過檢測反射光衰減峰波長值大小，擬合計算出反射光 衰減峰波長值與菜豆莢斑駁病毒濃度的關(guān)系，從而達(dá)到檢測菜豆莢斑駁病毒濃度的目的。
[0019] 如圖2所示，為測試光纖實驗原理圖，在測試光纖的端面鍍上一層銀模，增加光的 反射；在去掉包層的光纖表面利用硅烷偶合劑修飾上長為20nm、寬為IOnm的納米金棒，并 利用巰基烷酸在納米金球的表面修飾上菜豆莢斑駁病毒抗體，在將適量的牛血清蛋白溶液 滴加到測試光纖的表面，從而起到封閉納米金棒之間空隙的作用；當(dāng)不同濃度的菜豆莢斑 駁病毒抗原與修飾上菜豆莢斑駁病毒抗體的測試光纖充分接觸時，菜豆莢斑駁病毒的抗體 和抗原就會發(fā)生特異性結(jié)合。
[0020] 如圖3所示，為不同濃度菜豆莢斑駁病毒抗原的反射光譜圖。此處僅以兩個濃度 0.0 lM和0. 05M為例，隨著菜豆莢斑駁病毒抗原濃度的增加，反射光衰減峰對應(yīng)的波長值變 大，產(chǎn)生明顯的紅移的現(xiàn)象，因此通過檢測反射光衰減峰波長值就可以實現(xiàn)對菜豆莢斑駁 病毒濃度的測定。
[0021] 本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚地知道，根據(jù)本實用新型的方法，可以對其他生物傳感領(lǐng)域 如具體某些病毒檢測、抗原抗體的特異性結(jié)合等等，寬帶光源、測試光纖、耦合器和光譜儀 可以進(jìn)行新的統(tǒng)一搭配，裝置結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于 以上實施例。
【主權(quán)項】
1. 一種基于光纖菲涅耳反射的菜豆莢斑駁病毒檢測系統(tǒng)，其特征是：由寬帶光源（1)、 輸入光纖（2)、親合器（3)、輸出光纖（4)、光譜儀（5)、測試光纖（6)和樣品容器（7)構(gòu)成； 從寬帶光源（1)發(fā)出的光經(jīng)輸入光纖（2)入射到耦合器（3)后分為兩路，其中一路為輸出 光纖（4)，另一路為已鍍上菜豆莢斑駁病毒抗體的測試光纖（6)，浸入裝有菜豆莢斑駁病毒 抗原溶液的樣品容器（7)發(fā)生特異性結(jié)合，反射光會依次經(jīng)測試光纖(6)、耦合器（3)和輸 出光纖（4)入射到光譜儀（5)，不同濃度的菜豆莢斑駁病毒抗原與抗體結(jié)合會使反射光衰 減峰波長值發(fā)生改變，因此通過檢測反射光衰減峰波長值可以實現(xiàn)對菜豆莢斑駁病毒的測 定。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖菲涅耳反射的菜豆莢斑駁病毒檢測系統(tǒng)，其特 征是：所述輸入光纖（2)、輸出光纖（4)均是普通單模光纖，纖芯直徑是8. 3 ym，包層直徑是 125 ym;測試光纖（6)是傾斜光纖光柵。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖菲涅耳反射的菜豆莢斑駁病毒檢測系統(tǒng)，其特 征是：所述光譜儀（5)用作接收光源，分辨率為0.0 lnm。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖菲涅耳反射的菜豆莢斑駁病毒檢測系統(tǒng)，其特 征是：測試光纖（6)的端面鍍上一層銀膜增加反射率，并在光纖的表面修飾上長為20nm、寬 為10nm的納米金棒。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖菲涅耳反射的菜豆莢斑駁病毒檢測系統(tǒng)，其特 征是：利用硅烷偶聯(lián)劑在已經(jīng)修飾上納米金棒的測試光纖（6)表面修飾上菜豆莢斑駁病毒 抗體，其與待測的菜豆莢斑駁病毒抗原具有特異性吸附能力。
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于光纖菲涅耳反射的菜豆莢斑駁病毒檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)主要由寬帶光源、輸入光纖、耦合器、輸出光纖、測試光纖、樣品容器和光譜儀構(gòu)成；從寬帶光源發(fā)出的光經(jīng)輸入光纖入射到耦合器后分為兩路，其中一路為輸出光纖，另一路為已鍍上菜豆莢斑駁病毒抗體的測試光纖，浸入裝有菜豆莢斑駁病毒抗原溶液的樣品容器會發(fā)生特異性結(jié)合，反射光依次經(jīng)測試光纖、耦合器和輸出光纖入射到光譜儀，不同濃度的菜豆莢斑駁病毒抗原與抗體結(jié)合會使反射光衰減峰波長值發(fā)生改變，因此通過檢測反射光衰減峰波長值就可以實現(xiàn)菜豆莢斑駁病毒的測定。該光纖傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、測量方便、靈敏度高等優(yōu)點。
【IPC分類】G01N21/25
【公開號】CN204964373
【申請?zhí)枴緾N201520775113
【發(fā)明人】卞繼城, 郎婷婷, 孔文, 金嘉俊, 吳夢茹, 俞文杰
【申請人】中國計量學(xué)院
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月30日