光纤生物传感技术整合了物理、化学、生物等多种学科技术,在开发直接、灵敏、便携、经济高效、实时检测的生物传感设备方面具有巨大的潜力。光纤生物传感器与电化学生物传感和其他常规传感方法相比,以其更高的灵活性和抗电磁干扰能力,在生物工程、环境监测、食品卫生检测、医药以及军事等领域具有重要的应用价值。虽然目前已经报道了大量基于光纤的生物传感器,但开发稳定性好、选择性好、灵敏度高和检测极限更低的光纤生物传感器对目标分析物进行快速检测仍然是一个挑战。近年来,随着纳米材料与技术的发展,局域表面等离子体共振（Localized Surface Plasmon Resonance,LSPR）技术使用少量的样品,检测介质周围环境折射率微小的变化,在开发更小尺寸、成本更低的光纤生物传感器方面做出了巨大贡献。将贵金属粒子与相应的配体功能化后固定在光纤表面上来开发基于LSPR的光纤生物传感器,当目标分析物与贵金属纳米粒子表面的配体结合时会引起局部折射率变化,导致LSPR共振光谱的变化,从而实现检测目的。基于LSPR的光纤生物传感器以其无标签检测、高灵敏度、实时检测等优点而备受关注。本文深入研究了基于LSPR的生物传感技术机理,研究LSPR在光纤生物传感中的应用,为设计基于LSPR的光纤生物传感器基于光纤LSPR的生物传感器奠定理论和实验基础。在这项研究中,我们利用锥形光纤结构的特殊性质,即在锥形截面上倏逝场更强,设计基于LSPR的光纤葡萄糖传感器。利用光束传播法（Beam Propagation Method,BPM）对锥形光纤结构进行仿真模拟,分析锥形光纤各部分参数对能量分布的影响,确定了光在锥形区域传播的能量分布。然后,将金纳米粒子（Au NPs）固定在锥形截面上以增加传感器探头灵敏度,用葡萄糖氧化酶（GOx）功能化固定有Au NPs的锥形光纤传感器探头以提高传感器的选择性。在测量过程中,光在锥形区域产生的倏逝波（Evanescent Wave,EW）激发Au NPs的LSPR现象。同时,GOx与葡萄糖相互作用产生葡萄糖酸和过氧化氢,导致局部折射率发生变化,折射率引起LSPR峰值变化,实现葡萄糖浓度检测。由于GOx的特异性,也减少了检测过程中其他生物分子的干扰。另外,还利用氧化石墨烯（GO）丰富的含氧官能团能够更好地在锥形光纤表面结合葡萄糖氧化酶,提高传感器的生物相容性。为此,我们采用基于等离子体技术的合成器制造系统（CMS,Combiner manufacturing system）对标准单模光纤进行加工,制造了锥腰直径为25μm和40μm锥形光纤结构。分别用Hummer法和Turkevich法合成了GO和直径为10nm的Au NPs。用紫外可见光分光光度计、高分辨率透射电子显微镜（HR-TEM）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线能量色散谱（EDX）对合成的Au NPs、GO和制备的传感器探头进行了表征。搭建了葡萄糖传感检测系统,对所设计的传感器探头进行了性能分析。研究结果表明,GO/Au NPs/GOx锥形光纤探头比Au NPs/GOx锥形光纤探头具有更高的灵敏度和更低的检测限（LOD）。传感器具有较好的灵敏度、重用性、再现性、稳定性和选择性,表明所设计的传感器在人体血清葡萄糖检测中的可用性。