生物传感器不仅促进了21世纪生物技术的迅猛发展,而且在医学诊断、环境监测、生物测量、国土安全以及国防建设领域中发挥着越来越重要的作用。研制新型生物传感器成为促进生物技术发展的核心之一。本研究基于单模长周期光纤光栅耦合模理论,提出一种可用于测量生物分子浓度的覆膜长周期光纤光栅生物传感器。利用化学键结合方式把识别生物分子共价固定到长周期光纤光栅表面,通过识别分子与待检测生物分子发生特异性结合反应生成的免疫复合物对覆膜长周期光纤光栅生物传感器谐振峰影响,实现生物分子浓度的定量检测。具体研究内容如下:首先,介绍长周期光纤光栅、生物传感、免标记光学生物传感的基本知识,并对长周期光纤光栅的有效折射率、耦合系数、长周期光纤光栅透射率等进行数值分析。此外还探讨长周期光纤光栅折射率传感特性和外包层厚度对长周期光纤光栅谐振峰的影响;其次,设计覆膜长周期光纤光栅免标记生物传感器的系统结构,并对生物分子固定手段、免疫反应的影响条件及特点进行详细讨论,为接下来的光栅生物传感实验奠定理论基础;再次,在覆膜传感理论基础上,对长周期光纤光栅免标记生物传感器中敏感薄膜制作过程中前期化学处理实验步骤及原理作详细介绍,并对实验结果和产生这种现象的原因进行详细分析;最后,对传感器中识别生物分子固定以及待测生物活性分子溶液浓度测量实验步骤进行详细描述,搭建实验平台,完成待测生物分子浓度的定量检测。传感器最大浓度灵敏度可达2101.5dB/mg/mL,并实现对最小浓度为0.0003125mg/m L兔IgG分子的测量。