1.一种基于荧光检测的气体乙醇光纤传感器,其特征在于:该传感器包括特氟龙管(1)、单端锥形多模光纤(2)、固定化酶载体(3)、醇脱氢酶(4)、NAD+缓冲液(5)、液体流入口(6)及液体流出口(7);单端锥形光纤(2)的传感端伸入特氟龙管(1)一端30mm处,并在特氟龙管(1)两端距离端口2mm处加工出液体流入口(6)和液体流出口(7),固定化酶载体(3)均匀地固定在特氟龙管(1)内壁,醇脱氢酶(4)固定在固定化酶载体(3)上,并密封特氟龙管的两端,NAD+缓冲液(5)从液体流入口(6)注入特氟龙管(1)内,并充满整个装置;待测乙醇气体从特氟龙管(1)的管壁渗透至管内与NAD+在醇脱氢酶的催化下反应,产生乙醛和NADH,由于NADH具有荧光特性,出射的荧光信号被单端锥形多模光纤接收并传导至光谱分析仪,分析荧光信号的强度和波长,实现待测气体乙醇浓度的检测,在系统使用完毕之后,开启液体流入口(6)和液体流出口(7),利用气压使废液从液体流出口(7)排出系统。
2.根据权利要求1所述的一种基于荧光检测的气体乙醇光纤传感器,其特征在于:所述特氟龙管(1)具有良好的气体渗透性,内径为203μm,外径为254μm,长度为40mm,折射率为1.29。
3.根据权利要求1所述的一种基于荧光检测的气体乙醇光纤传感器,其特征在于:所述单端锥形多模光纤(2),包层直径为125μm,纤芯直径为105μm,长度为80mm,锥形传感区由大型拉锥机制得,锥形传感传感长度为1000μm。
4.根据权利要求1所述的一种基于荧光检测的气体乙醇光纤传感器,其特征在于:所述固定化酶载体(3)由壳聚糖经过表面功能化后制成;壳聚糖直径:30μm至50μm;固定化酶载体(3)的制备过程为:在0.6g壳聚糖中加入20mL浓度为5%的冰醋酸,搅拌溶解后加入80mL的液体石蜡和3mL的span-80溶液,在25℃环境下搅拌30min,再加入10mL浓度为7%的戊二醛溶液,在40℃的环境下搅拌1h,用8mol/L的NaOH溶液调节pH至10~11,在70℃的环境下搅拌2h,再将溶液倒入烧杯中,加入30mL石油醚溶液和30mL丙酮溶液,搅拌后静置分层,弃去上层油相,用石油醚和丙酮分次洗涤并抽滤,在4℃环境下干燥,即完成壳聚糖的表面功能化,从而得到固定化酶载体(3)。
5.根据权利要求1所述的一种基于荧光检测的气体乙醇光纤传感器,其特征在于:所述NAD+缓冲液(5)的浓度为1.0mmol/L。
6.根据权利要求1所述的一种基于荧光检测的气体乙醇光纤传感器,其特征在于:所述液体流入口(6)用于NAD+缓冲液的注入,位于特氟龙管(1)光纤伸入端2mm处,直径为90μm。
7.根据权利要求1所述的一种基于荧光检测的气体乙醇光纤传感器,其特征在于:所述液体流出口(7)用于废液的流出,位于特氟龙管(1)另一端口2mm处,直径为90μm。
8.权利要求1所述的光纤传感器的制备方法,其特征在于:首先使用激光烧蚀的方法在特氟龙管(1)侧面加工液体流入口(6)和液体流出口(7);然后将固定化酶载体(3)置入特氟龙管(1)中,使用超声震荡的方法使固定化酶载体(3)均匀分散在特氟龙管(1)内壁,再以加热的方法使特氟龙管(1)软化,特氟龙管(1)软化的加热温度为200~210℃,保持该温度加热时间为8~10min,使固定化酶载体(3)微微陷入软化的特氟龙管(1)内表面,降温硬化后,可将固定化酶载体(3)固定在特氟龙管(1)内壁;再使用共价键结合的方法将醇脱氢酶(4)固定在固定化酶载体(3)上;然后将单端锥形多模光纤(2)伸入特氟龙管(1)内;再使用熔融的方法将特氟龙管(1)的另一端封闭;最后使用注射器将NAD+缓冲液(5)注入特氟龙管(1)内,使其注满整个传感器内部。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于:单端锥形多模光纤(2)由大型拉锥机制备,首先剥离40mm长度的涂覆层,再对剥离区域进行放电加热拉锥,其锥形传感长度设置为:1000μm,细腰长度设置为:1000μm,再调用刀片进行切割,制得单端锥形多模光纤(2)。
10.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于:醇脱氢酶(4)的固定为共价键结合法,其过程为:在特氟龙管(1)内壁固定好固定化酶载体(3)后,加入50mL浓度为0.05mol/L的Tris-HCl缓冲液,其pH值为6.8,再加入50mL的醇脱氢酶(4)溶液,室温搅拌2.5h后,水洗并抽滤,即可得到固定在固定化酶载体(3)上的醇脱氢酶(4)。