薄包層FBG葡萄糖傳感方法研究.pdf

1、光纖生物傳感器相比于傳統(tǒng)的電化學(xué)生物傳感器，具有防腐蝕、防電磁干擾、體積小、成本低以及可在線檢測等優(yōu)勢。光纖布拉格光柵（FBG）作為一種反射型無源光纖器件，它以諧振波長作為特性參量，在傳感應(yīng)用中無需考慮光強(qiáng)、偏振態(tài)等因素的影響，易于制作單端微型化探頭，近年來逐漸成為光纖生物傳感方面的研究熱點(diǎn)之一。生物酶因其催化反應(yīng)具有高效性、專一性的特點(diǎn)，成為生物傳感器研究中應(yīng)用最為廣泛的生物活性物質(zhì)之一。
　　本文利用薄包層FBG對外界環(huán)境折射

2、率敏感這一特性，結(jié)合葡萄糖氧化酶(GOD)催化葡萄糖反應(yīng)的特異性，提出一種結(jié)合薄包層FBG和GOD的光纖葡萄糖傳感方法。利用GOD催化葡萄糖反應(yīng)的特異性及反應(yīng)前后折射率會發(fā)生變化這一特點(diǎn)，將對葡萄糖濃度的檢測轉(zhuǎn)換為對薄包層FBG諧振波長的測量。這種基于光纖布拉格光柵和葡萄糖氧化酶的光纖生物傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、光路易于搭建、傳感探頭易于制作等優(yōu)點(diǎn)。本文的主要研究內(nèi)容和取得的成果有：
　　（1）介紹了葡萄糖傳感測量的方法，尤其是光纖葡

3、萄糖傳感方法，分析了各種傳感方法的優(yōu)缺點(diǎn)，及目前研究存在的一些問題；對光纖光柵葡萄糖傳感方法進(jìn)行總結(jié)比較，并最終選擇薄包層FBG作為傳感元件用于本課題的研究；
　?。?）利用耦合模理論，在理論上分析并推導(dǎo)了薄包層FBG的傳感特性，證明了包層減薄到一定程度的 FBG對周圍介質(zhì)折射率變化敏感，并使用OptiGrating軟件進(jìn)行仿真分析；
　?。?）介紹了傳感器的制作過程：包括薄包層FBG的制作工藝流程、光柵表面葡萄糖氧化酶的固