(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210880741.8 (22)申请日 2022.07.25 (71)申请人 南京大学 地址 210000 江苏省南京市栖霞区仙林大 道163号 申请人 南京捷芯科技有限公司 (72)发明人 王光辉　丁浩男　朱毅凡　刘晓娴　 王一鸣　陈熙　 (51)Int.Cl. G01N 21/64(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种全光纤荧 光信号增强检测系统 (57)摘要 一种全光纤荧光信号增强检测系统， 是将荧 光的激发、 增强、 收集等集于一体的荧光检测系 统。 现有技术结构复杂、 激光诱导的荧光信号弱、 检测灵敏度低。 本发明将光路设计成全光纤传 输， 利用光在空芯光纤内的束缚作用， 将光和检 测样品限制在空芯光纤内进行检测， 一方面增强 了光和物质的相互作用， 另一方面也增强了荧光 信号的收集效率。 检测系统具体包括光源模块、 入射滤波模块、 输入端光纤、 样品注入模块、 空芯 光纤、 样品流出模块、 输出端 光纤、 接收滤光模块 以及荧光检测模块。 激励光经过光纤跳线通过准 直器与低通滤波片， 进入空芯光纤， 光被限制在 空芯中， 同时待测样品经过双三通阀结构进出空 芯光纤， 光与物质在空芯光纤内相互作用后释放 出荧光， 荧光信号经过滤波后被光谱仪或者光电 探测器接收， 得到荧光光谱或者荧光强度信息。 本发明系统简单、 稳定性好、 检测灵敏度高， 可以 实现快速 便捷的在线式检测。 权利要求书2页 说明书3页 附图2页 CN 115096866 A 2022.09.23 CN 115096866 A 1.一种全光纤荧光信号增强收集检测系统， 其特征在于： 该装置包括光源模块、 入射滤 光模块、 输入端光纤、 样品注入模块、 空芯光纤、 样品流出模块、 输出端光纤、 接收滤光模块 以及荧光检测模块， 所述光源为窄线宽激光或者宽带白光光源； 入射滤光模块包括两个对 射的光纤准直器以及插入其中的入射滤光片； 激励光经入射滤光模块传输至输入端光纤， 波长大于临界波长的光被滤除； 输入端光纤的外径小于空芯光纤的空芯孔径， 输入端光纤 插入空芯光纤的空芯孔径内， 并把激励光导入其中； 样品注入模块由三通阀构成， 其A端用 于固定输入端光纤， B 端用于固定空芯光纤， C端用于加注样品， 注入的样品将通过空芯光纤 及插入其中的输入端光纤之 间的缝隙进入空芯光纤孔径内； 激励光和样品都在空芯光纤的 孔径内传输， 两者相互作用并激励出荧光信号； 空芯光纤可以为大宽带 的空芯光子晶体光 纤、 反谐振空芯光纤、 壁上镀有反射膜的空芯毛细管， 支持激励光及荧光在其内部传输； 样 品流出模块由另外一个三通阀构成， 其A端用于固定空芯光纤， B端用于固定输出端光纤， C 端用于排出检测样品， 空芯内的光信号耦合进入插入其中的输出端光纤， 空芯光纤内的样 品将通过空芯光纤及插入其中的输出端光纤之间的缝隙流出空芯光纤的孔径， 并通过C号 端口排出； 接 收滤光模块包括两个对射的光纤准直器以及插入其中的接 收滤光片， 接 收滤 光片实现对激励光波长的反射及荧光信号的透射； 穿透的荧光信号进入荧光检测模块， 实 现信号的检出。 2.根据权利要求1所述的一种 全光纤荧光信号增强检测系统， 其特征在于， 所述光源为 窄线宽激光器或者白光 光源， 通过光纤跳线将激励光 导入光路传输模块中。 3.根据权利要求1所述的一种 全光纤荧光信号增强检测系统， 其特征在于， 入射滤波模 块中， 两个光纤准直器相对放置， 入射滤波片 夹在两个光纤准直器之 间， 入射滤波片为带通 或低通滤波片， 其透过率下降沿的截止波长需小于待测样品荧光波长； 入射光由入射滤波 模块传入光纤中， 通过光纤将激励光 导入空芯光纤。 4.根据权利要求1所述的一种 全光纤荧光信号增强检测系统， 其特征在于， 所述空芯光 纤可以为大宽带的空芯光子晶体光纤、 反谐振空芯光纤、 壁上镀有反射膜的空芯毛细管， 支 持激励光及荧光在其内部传输； 将输入端光纤与输出端光纤的一端约5mm处的涂覆层都去 除， 去除涂覆层后的裸光纤部分分别平行地插入空芯光纤的两端， 两个三通阀分别套在空 芯光纤与裸 光纤接头部分的外面， 用紫外胶固定 。 5.根据权利要求1所述的一种 全光纤荧光信号增强检测系统， 其特征在于， 所述样品进 出模块由双三通阀结构构成， 三通阀的三个端口分别插入光纤、 空芯光纤与软管； 其A端用 于固定输入端光纤， B 端用于固定空芯光纤， C端用于加注样品， 注入的样品将通过空芯光纤 及插入其中的输入端光纤之间的缝隙进入空芯光纤孔径内。 6.根据权利要求1所述的一种 全光纤荧光信号增强检测系统， 其特征在于， 所述样品进 出模块经过疏水 处理； 进出样软管、 空芯光纤以及两个三通阀属于需要 疏水处理的部件， 首 先将疏水物品放入75%乙醇中， 拧紧放在超声清洗机内振动10分钟； 然后配置疏水溶液， 将 95%丙酮与5%十八烷甲基三甲氧基硅烷混合， 取出疏水物品放入疏水溶液中静置5 ‑8小时； 最后再将疏水物品再次放入乙醇中， 在超声清洗机内振动10分钟后取出， 放入烘箱 内50摄 氏度烘10分钟取 出， 完成疏 水处理。 7.根据权利要求1所述的一种 全光纤荧光信号增强检测系统， 其特征在于， 所述出射滤 波模块中长通滤波片截止波长需大于激励光最大波长， 小于待测样品荧光波长； 出射滤波权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115096866 A 2模块与入射滤波模块系统结构相似， 有两个光纤准直器构成的准直器， 长通滤波片夹在两 个光纤准直器之间， 荧光由长通滤波模块传入光纤跳线中， 通过光纤跳线将荧光导入荧光 检测模块。 8.根据权利要求1所述的一种 全光纤荧光信号增强检测系统， 其特征在于， 所述的荧光 检测模块分为两种， 分别是光谱仪与光电探测器， 光谱仪可以接收荧光光谱的形状、 波峰位 置、 荧光信号大小等信息； 光电探测器可以得到荧 光信号的总光强。 9.根据权利要求1所述的一种全光纤荧光信号增强检测系统的使用方法， 首先在准直 器中安装波长合适的入射滤波片与出射滤波片， 按顺序将光源、 入射滤波模块、 空芯光纤、 样品进出模块、 长通滤波模块、 荧光接收模块连接完成； 然后打开光源开关， 将待测样品装 进针筒中， 顺着进口软管缓慢均匀地注入空芯光纤中， 直至出口软管中有样品均匀流出； 最 后打开光谱仪或者光电探测器软件， 记录此时的光谱或者光强； 完成检测后将去离子水注 入样品进出模块， 清洗 至少两次； 再用空气清洗 两到三次。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115096866 A 3