基于回音壁模式的空芯光纤光流控DNA传感器

作     者：张洪鑫 李雪刚 周雪 张亚男 赵勇 Zhang Hongxin;Li Xuegang;Zhou Xue;Zhang Yanan;Zhao Yong

作者机构：东北大学信息科学与工程学院辽宁沈阳110819 

基　　金：国家自然科学基金(62373088,62203090,U22A2021) 广东省基础与应用研究基金(2022A1515220086) 辽宁省自然科学基金(2023-MS-076) 中国科协青年托举人才项目(2022QNRC001) 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2024年第44卷第9期

页      码：191-199页

摘      要：针对原位DNA传感的测量需求,提出了一种基于空芯光纤回音壁模式(WGM)的光流控光纤传感器。从仿真和实验两个方面对提出的DNA传感器进行探究。通过仿真探究得到锥形光纤的尺寸、空芯光纤谐振腔的厚度以及锥形光纤和空芯光纤谐振腔的耦合间距对WGM的作用规律,在仿真规律的指导下设计和完成实验。实验结果表明,减小谐振腔的厚度可以提高传感器灵敏度,谐振腔厚度为2μm时的折射率灵敏度可达206 nm/RIU,是厚度为4.5μm谐振腔的灵敏度的1.4倍,满足由于DNA分子杂交而在光纤表面产生的局部折射率变化的检测灵敏度要求。通过将探针DNA固定在空芯光纤谐振腔的微流通道,可以实现互补DNA的浓度梯度检测。所提出的传感器的线性检测范围为10~100 nmol/L,灵敏度为0.56 pm/(nmol/L),线性度为0.994。此外,所提出的基于WGM的DNA光纤传感器具有很好的特异性,为原位DNA检测在医学诊断和预后中的应用提供基础。

主 题 词：医用光学 光流控光纤传感器 回音壁模式 原位DNA传感 

学科分类：070207[070207] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/AOS231916

馆 藏 号：203128073...