光纤生物传感器具有制作使用方便、小尺寸、高灵敏度和避免外界电磁场干扰等优点,经过多年的研究,在生物检测、光传播理论、制作工艺等几个方面取得了非常好的结果。为了获得较高的检测灵敏度,通常需要将光纤直径加工到纳米量级并给制造、封装与运输等均造成困难;不仅如此,虽然微纳光纤传感器具有很高的检测灵敏度,但在复杂样品中检测时,会出现非特异性吸附现象并对实验检测结果产生干扰,降低了其重复性。为了解决这些问题,本文通过对微纳光纤耦合器的研究,探索获得高可制造性、高灵敏度的新型光纤生物传感方法以及提高生物检测特异性的表面修饰方法,并在此基础上开展了微纳光纤耦合器免疫生物传感器的制备工艺、物理及生物检测特性验证。论文的主要研究内容如下:1)基于波导耦合模式理论研究了微纳光纤耦合器中光的传输特性和模式特性,推出由两根相同光纤制作的2×2型微纳光纤耦合器的耦合模方程,并采用折射率检测实验对模型的正确性进行了验证;2)研究了微纳传感光纤的制作方法,给出了采用熔融拉伸法获得高表面光洁度、高均匀性和一致性的微纳光纤耦合器的方法;3)对所研制的微纳光纤耦合器进行检出限和折射率变化检测验证实验;对其生物传感特性,如检测灵敏度、特异性等进行了实验研究;实验表明通过传感器动态过程的实时高分辨观测,该传感器可成功用于生物分子特异性结合与非特异性吸附间的区分,保证了免疫检测的可信度;最后对微纳光纤耦合器免疫传感器进行解离再生实验,证明了该微纳光纤耦合器可重复使用10次以上。