光纤节课论文

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1、光纤传感技术论文光纤生物传感器姓名：孙刚学号:11225048班级：机电门07班溢发光那分IT4光纤生物传感器是一门由生物、化学、物理、医学、电子技术等多种学科互相渗透成长起来的高新技术，在生物医学、环境监测、食品、医药及军事医学领域有着重要的应用价值。由于光纤生物传感器具有应用灵活、适用范围广、探测速度快、可以进行远距离探测等优点，吸引了国内外众多硏究者从事这方面的工作。光纤生物传感技术是一门新兴的交叉学科，它诞生于20世纪八十年代，是在光化学生物传感器的蓬勃发展的基础上发展起来的。从90年代初开始，各类光纤生物传感器的研制开发成为生物传感器的发展热点，在光纤生物传感器的组成部分方

2、面（分子识别系统、换能器系统、传感膜基质和传感动力学等）的研究不断;甬现新的成就。许多生物元件，如受体、抗原、抗体、酶、核酸、DNA,微生物、动植物组织和细胞等，都成功地用于传感器的分子识别系统。通过对荧光、磷光、消逝波，化学和生物发光等信号进行检测，灵敏度已达10级。例如：表面增强红外吸收免疫传感器，近红外荧光传感器的出现，大大降低了传感器的背景和血清蛋白本身荧光的干扰，提高了信噪比和测定灵敏度。用发光蛋白作为标记物和用近红外荧光物质标记蛋白质的单光纤游离钙离子传感器，在硏究心肌的钙离子通道中发挥了重要作用。1：光纤牛物传感器的结构:光纤生物传感器的结构如图所示，分别由生物传感器的

3、激发光部分、生物样品检测部分和信号处理部分三部分组成。首先，蓝色激光器（中心波长473nm）发岀的蓝光，由Y型光纤的输入端导入生物样品检测部分的样品池中。在该波长激发光的照射下，样品池中的生物分子能够产生特定波长的发射光（胆碱光纤生物传感器为613nm,兴奋剂光纤生物传感器为520hm）。发射光由Y型光纤的输出端通过一个特定波长的高通滤色片（胆碱光纤生物传感器为490nm,兴奋剂光纤生物传感器为BOOnm）,进入光纤光谱仪中。光纤光谱仪对信号进行采集，由模数转换器将信号传递给计算机处理，由专业的分析软件分析后显示荧2.光纤生物传感器的分类：光纤传感器的种类众多，：（1）按生物敏感材料

4、的不同來划分，口J分为酶传感器、免疫传感器和组织传感器（包括细胞传感器）心引：（2）按换能器來划分，可分为电化学生物传感器、热化学传感器、光学传感器、半导体传感器和声学传感器。电化学生物传感器主要有酶电极：热化学生物传感器主要冇酶热敏电阻；光学生物传感器主要冇酶场效应品体管：声学生物传感器也称质量牛物传感器，主要有压电晶体牛物感器和声表面波牛物传感器。传光纤生物传感器具冇结构简单、无电接触、抗电磁干扰能力强，以及可进行在线分析和远距离测量等优点，在研究中受到越来越多的重视。当前关于光纤牛物传感器技术的研究已经取得了很大的发展，光纤牛物传感器在临床医学诊断，环境分析生命科学研究等众多领

5、域屮都得到了应用。2.光纤牛物传感器的发展：口从Clark和Lyons-t1962年最初提出组成酶电极的设想.把酶溶液夹在两层透析膜之间形成一层薄的液层，再紧贴在pH电极、氧电极或电导电极上，即可监测液层中的反应开始，直到1967年Updike和Hicks等才制备出第一支酶电极，从此拉开了生物传感器蓬勃发展的历史。根据生物传感器的研究特点及出现的主要类型，可大致划分为三个阶段：笫一阶段，称起步阶段。这一阶段大约从1963年到70年代末旧1。该阶段的主物传感器主要以研究开发各类酶电极、酶热敏电阻等电化学式牛物传感器为主。其中，葡萄糖酶电极研究得最成功，70年代在欧美、日本等国已经开始面

6、市，进入80年代以来它仍然是一个研究热点。笫二阶段大致从80年代初开始，这一阶段的突出特点是在电化学生物传感器继续发展的基础上，光学、半导体、声学、热学等生物传感器相继出现并得到了迅猛发展，从事牛物传感器研制的国家和科研人员较第一阶段在数量和学术水平上都有很大提高。笫三阶段大约从90年代初期开始，这一阶段，生物传感器的发展热点主要集中在各类光纤生物传感器的研制开发上，研制范围也大大拓宽了，如检测新牛儿血液中胆红素含量的胆红素光纤牛物传感器，检测人体免疫球蛋UG含量的免疫传感器检测可卡因含量的光纤生物传感器此外，从传感器整体的观点出发，生物传感器可划分为三代：笫一代生物传感器以将牛物成

7、分截留在膜上或结合在膜上为基础，这类器件由透析器（膜）、反应器（膜）和电化学转换器所组成，其实验设备相当简单。第二代生物传感器是指将生物成分直接吸附或共价结合在转换器的表而上，从而可略去非活性的基质膜。为了实现无试剂测定，它的先决条件是辅助试剂要共价结合在酶的活性屮心附近。用这一代传感器测定时不必向样品屮加入其它试剂，传感器将分子识别和信号处理结合在同一生物基片上进行，结果可从传感器的表而上获得化学信息。第三代生物传感器是把生物成分直接同定在电子元件上，例