光纤传感器与电磁传感器相比,有着响应速度快、耐电磁干扰、检测范围广的优点。光纤传感技术近年来蓬勃发展,并且随着生活水平的提高与生命科学的发展,人们对生命健康、食品安全、生物化学等方面的关注也越来越多。在本文中,我们以光纤S锥结构与氧化石墨烯的结合为出发点,提出了两种基于生化方面的传感器:一种是光纤S锥湿度传感器,另一种是光纤S锥蛋白浓度传感器。光纤S锥结构是一种马赫-曾德尔(M-Z)干涉仪,有着尺寸小巧、制备简单的优点,而氧化石墨烯是一种二维纳米材料,有着比表面积大、功能团多、吸附分子的优点。我们首先提出了一种基于氧化石墨烯衬底的光纤S锥湿度传感器,使用熔接机偏轴拉制光纤S锥结构,再通过层层自组装技术将氧化石墨烯涂覆到光纤S锥表面,通过氧化石墨烯吸附水分子,最终影响光纤S锥表面折射率,从而实现湿度传感。我们对该传感器的衬底进行了扫描电镜、拉曼光谱、原子力显微镜的表征,不仅证明了氧化石墨烯相对均匀地涂覆到了光纤S锥表面,而且测得薄膜厚度为1.75um。实验数据表明,当氧化石墨烯涂覆12次并且光纤S锥的锥腰直径27um时,该传感器在84%RH到95%RH的范围内,基于波长的最大湿度灵敏度为365pm/%RH,基于强度的最大湿度灵敏度为-0.361dB/%RH,比没有氧化石墨烯涂覆的光纤S锥湿度灵敏度大90倍。最后我们对折射率、解吸附时间、稳定性、温度交叉敏感等特性分别进行了研究,实验结果表明,最大折射率灵敏度为128dB/RIU,室温下的温度浮动对湿度测试的影响小于2%RH,并且得益于该传感器小巧的结构,该湿度传感器不仅稳定性良好,而且解吸附时间较快。接下来我们提出了一种基于氧化石墨烯与胰蛋白酶复合衬底的光纤S锥蛋白浓度传感器,通过活化光纤S锥表面氧化石墨烯的羧基,将胰蛋白酶修饰到氧化石墨烯表面,通过胰蛋白酶水解牛血清白蛋白溶液,进而影响光纤S锥表面的折射率,实现对蛋白浓度的无标记传感检测。首先通过扫描电镜表征,证明了复合衬底涂覆在光纤S锥表面,并且研究了复合衬底对于蛋白浓度传感的影响。然后通过三种不同浓度范围的牛血清白蛋白溶液进行测试,在1mg/ml到5mg/ml的浓度范围内,传感器的最高灵敏度为-2.009 dB/(mg/ml),在1mM到8mM的浓度范围内,该传感器的最高灵敏度为-0.459dB/mM,在2μM到8μM的浓度范围内,该传感器的最高灵敏度为-0.722dB/μM,该传感器的最低检测限可以达到μM浓度。最后对该传感器进行了折射率响应测试与温度响应测试,实验结果表明,该传感器的最大折射率灵敏度328dB/RIU,并且室温范围内的温度浮动对蛋白浓度传感测试的影响可以忽略。