[發(fā)明專利]一種生物體液中葡萄糖濃度的光聲檢測裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811525220.0
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109540802B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于永亮;張雅潔;王建華
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 寧佳

本發(fā)明的一種生物體液中葡萄糖濃度的光聲檢測裝置及方法，屬于光聲檢測分析技術(shù)領(lǐng)域；裝置包括光聲檢測裝置和樣品反應(yīng)模塊，并給出具體結(jié)構(gòu)與連接方式，使用此裝置可靈敏檢測生物體液中葡萄糖濃度；提供了一種小型化的光聲檢測方法，裝置中使用的光源，斬光器，麥克風(fēng)均可使用便攜式電源供電，擺脫現(xiàn)有技術(shù)中體積笨重的部件，具有便攜性，可用于現(xiàn)場檢測；方法檢測時，以紙芯片作為反應(yīng)介質(zhì)，淀粉碘化鉀體系作為媒介，實現(xiàn)了生物體液中葡萄糖濃度的光聲檢測，并可實現(xiàn)其他可產(chǎn)生過氧化氫的待測物的分析，拓展了光聲檢測技術(shù)用于生物樣品的分析范圍。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于光聲檢測分析技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生物體液中葡萄糖濃度的光聲檢測裝置及方法。

背景技術(shù)：

光聲(Photoacoustic)技術(shù)，是用激發(fā)光源照射含有待測物的樣品，使待測物由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，通過非輻射躍遷至基態(tài)產(chǎn)生熱效應(yīng)，進而產(chǎn)生聲波，通過檢測聲音強度來進行定量分析的技術(shù)。傳統(tǒng)的吸收、發(fā)射型光學(xué)檢測儀器，更適用于均相樣品，且對樣品形態(tài)、基質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)均有較高的要求，無法實現(xiàn)復(fù)雜基質(zhì)樣品的光學(xué)信號檢測。光聲光譜因其樣品形態(tài)(氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)等)適用度高、抗反射光和散射光能力強、檢測線性范圍寬等特點，可用于強散射介質(zhì)中的分析物檢測，例如呼吸氣、體液、組織等復(fù)雜基質(zhì)生命樣品的直接檢測。目前，基于光聲效應(yīng)的光聲成像系統(tǒng)快速發(fā)展，因其克服了生物組織表皮層強烈光散射而產(chǎn)生的分辨率低的問題，廣泛的應(yīng)用于現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)的各個研究領(lǐng)域。此外，光聲造影劑和光聲傳感探針的開發(fā)也逐漸成為熱門研究課題。相比于光聲成像系統(tǒng)，基于光聲效應(yīng)建立的小型化檢測系統(tǒng)的發(fā)展相對較為緩慢，且主要集中在自身具有特定光聲信號的分析物。痕量氣體檢測裝置已多見報導(dǎo)，并且有一部分研究針對人體呼吸氣中的癌癥標志物，然而小型化的光聲檢測系統(tǒng)用于生物樣品分析的儀器或相關(guān)方法未見報導(dǎo)。隨著科技的不斷發(fā)展，人們對分析儀器的要求也越來越高，不但要求其具有更高的靈敏度、精密度和分析速度，更要求其向微型化、自動化和集成化的方向發(fā)展。因此，開發(fā)小型化光聲檢測系統(tǒng)，將賦予光聲檢測更強大的生物樣品分析能力，使其適應(yīng)更多樣化的檢測環(huán)境和分析需求。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種生物體液中葡萄糖濃度的光聲檢測裝置及方法，目的是拓展光聲檢測的應(yīng)用范圍，同時也為生物體液中葡萄糖的檢測提供了一種較為靈敏的、簡便的分析方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種生物體液中葡萄糖濃度的光聲檢測裝置，包括光聲檢測裝置和樣品反應(yīng)模塊，其中：

所述的光聲檢測裝置包括光源、斬光器、光聲池和聲信號讀取器，所述的光聲池內(nèi)裝配有麥克風(fēng)、前置放大器和樣品支架，其中：

所述的麥克風(fēng)與前置放大器相連，所述的麥克風(fēng)用于接收聲信號；

所述的前置放大器另一端連接聲信號讀取器，所述的聲信號讀取器用于讀出聲信號。

所述的光源為連續(xù)光激光器，用于提供樣品激發(fā)所需能量；

所述的激發(fā)光源為連續(xù)光520nm激光器，所述的激光器能量為1W cm^-1；

所述的斬光器為定頻斬光器，將連續(xù)光轉(zhuǎn)換為調(diào)制光，所述的斬光器斬光頻率為3～7Hz。

所述的光聲池為光聲轉(zhuǎn)換提供發(fā)生場所，所述的光聲池為實心結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為聚四氟乙烯，池體左右兩側(cè)和前方分別開設(shè)有A孔，B孔和C孔，所述的A孔用于裝配麥克風(fēng)和前置放大器，所述的B孔用于放置樣品支架，所述的C孔為光窗；

所述的麥克風(fēng)與樣品支架之間開設(shè)有光聲腔，所述的光聲腔用于放置紙芯片檢測區(qū)，所述的C孔與光聲腔相連通。

所述的麥克風(fēng)與光聲腔之間開設(shè)有細孔，所述細孔長1～3mm，直徑2～4mm，以保證信號強度。