基于干涉光譜分析的生物傳感技術研究.pdf

1、生物傳感器是二十世紀六十年代發(fā)展起來的一門新興檢測技術。它利用生物分子識別元件檢測生物組織信息,將生物活性表達的信號經(jīng)各種不同的生物傳感器轉換為電、聲、光等信號被檢測。由于其應用范圍廣泛、探測靈敏度高、可移植性好、并且可對活體生物組織內部微結構等進行掃描檢測等特點,生物傳感器在生物醫(yī)學領域具有很高的應用價值。
　　 本論文首先介紹光纖生物傳感器,簡述其發(fā)展過程以及國內外研究現(xiàn)狀。然后闡述了基于光譜分析的光纖生物傳感器基本原理,據(jù)

2、此設計一套光學相干反射(opfical coherence reflectometric,OCR)測量系統(tǒng),該系統(tǒng)基于低相干原理、采用共光路光纖結構；選取中心波長849.5nm、譜寬為23.5nm的超輻射發(fā)光二極管光源(super luminescent Diode,SLD)；理論探測分辨率可達13.5um。光譜探測模塊由衍射光柵、CCD等器件按照色散原理與光學結構構建而成。為了提高其探測信號的穩(wěn)定性及信噪比,對搭建的平面式光譜探測模塊

3、進行優(yōu)化,通過入射角度的計算選取與聚焦透鏡對光譜信號的色散補償,使得光源譜線展開均勻、對稱。最后對采集的干涉波形進行光譜標定。
　　 實驗證明,光譜探測模塊的性能滿足理論設計要求。共光路OCR系統(tǒng)實驗中,分別對單層、多層蓋玻片模擬組織檢測,然后通過信號檢測以及傅里葉變換過程,得到層次信息,誤差范圍小于3um。組織樣品膜厚測量實驗中,由于組織回光非常微弱,這使信號提取難度系數(shù)增大,但信噪比可以達到13dB,依然能檢測出樣品膜厚層次