一种基于马赫曾德尔结构的聚合物葡萄糖传感器
申请人信息
- 申请人:天津工业大学; 韦尔芯智能科技(天津)有限公司
- 申请人地址:300387 天津市西青区宾水西道399号
- 发明人: 天津工业大学; 韦尔芯智能科技(天津)有限公司
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种基于马赫曾德尔结构的聚合物葡萄糖传感器 |
| 专利类型 | 发明授权 |
| 申请号 | CN202311767738.6 |
| 申请日 | 2023/12/21 |
| 公告号 | CN117470806B |
| 公开日 | 2024/3/26 |
| IPC主分类号 | G01N21/45 |
| 权利人 | 天津工业大学; 韦尔芯智能科技(天津)有限公司 |
| 发明人 | 李鸿强; 谢芳琳; 马帅; 韩明; 张立震; 赵瑞娜; 孟文涛; 曹梦威; 任峰 |
| 地址 | 天津市西青区宾水西道399号; 天津市河东区七纬路3号A座A210-A212 |
摘要文本
天津工业大学; 韦尔芯智能科技(天津)有限公司取得“一种透气窗帘布”专利技术，本发明公开了一种基于马赫曾德尔结构的聚合物葡萄糖传感器，包括PDMS下包层以及设置于所述PDMS下包层上的PMMA芯层，所述PMMA芯层为马赫曾德尔结构图案，将GOD通过酸性偶联剂固定在PMMA芯层的传感臂上形成三维矩形接触。本发明所提出的聚合物葡萄糖传感器无需借助电光、热光等外部调制手段，仅通过测量输出光功率的变化即可对大浓度范围的葡萄糖进行传感，且无需较长传感臂和复杂微流控芯片，具有器件结构简单、紧凑、灵敏度高等特点。 专利查询网
专利主权项内容
数据由马 克 团 队整理 1.一种基于马赫曾德尔结构的聚合物葡萄糖传感器，包括由下至上的PDMS下包层、PMMA芯层和PDMS上包层；其特征在于，所述PMMA芯层包括输入波导、输出波导、1×2MMI耦合器、2×1MMI耦合器、弯曲波导、传感臂和参考臂；传感臂和参考臂等长且平行，二者以中心线为轴对称设置；在40℃的温度下通过酸性偶联剂将GOD固定在PMMA芯层的传感臂上形成三维矩形接触结构，三维矩形接触结构的上表面低于PDMS上包层的上表面，且高于传感臂的上表面；所述GOD的折射率变化范围为1.3352-1.3400，所述传感臂的臂长为1740μm，传感臂和参考臂之间的臂间距为130μm；所述弯曲波导的弯曲半径为800μm，弯曲波导的横向长度为430μm，弯曲波导的偏转角度为0.28rad；所述基于马赫曾德尔结构的聚合物葡萄糖传感器的损耗控制在1.6dB以内，灵敏度为2.67mW/(mg/mL)；当输入光功率为10mW，葡萄糖溶液浓度为0mg/mL时，最大输出光功率为6.95mW，并且当葡萄糖溶液浓度为2.6mg/mL时，最小输出光功率为0.0005mW，传感器实现了葡萄糖浓度在0-2.6mg/mL范围内的线性响应，葡萄糖浓度传感范围为0-2.6mg/mL；所述基于马赫曾德尔结构的聚合物葡萄糖传感器的相对标准偏差为(1.5-2.5)×10，最低检测极限为0.1mg/mL；-3在40℃的温度下通过酸性偶联剂将GOD固定在PMMA芯层的传感臂上形成三维矩形接触结构的过程是：首先使用硅烷溶液对传感臂的表面进行表面功能化修饰，通过硅烷在酶和聚合物材料的界面之间架起“分子桥”；然后利用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺构成的交联剂对传感臂表面做进一步偶联处理；将GOD粉末溶于pH为5.5的PBS缓冲液中，形成30mg/mL的GOD溶液，将刻蚀完PDMS上包层后的器件放置于高低温试验箱中，并控制温度为40℃，滴加GOD溶液并固化，在传感臂上形成三维矩形接触结构，并用PBS缓冲液冲洗传感臂表面未固定的GOD，即完成了GOD的固定；所述PDMS下包层和PDMS上包层的厚度均为10μm，折射率为1.4040；PMMA芯层的厚度为1μm，折射率为1.4880；传感臂上表面到三维矩形接触结构上表面的距离为2-3μm；所述弯曲波导的波导宽度为1.5μm，高度为1μm。