[發明專利]激光輔助水凝膠微針陣列提取檢測血液中生物標志物裝置及其制備方法

在審

• 申請號: 201910977761.5
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110553886A
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 謝曦;黃新爍;陳惠琄;杭天;胡寧;何根;李湘凌;楊成端
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N21/64
• 代理公司: 44100 廣州新諾專利商標事務所有限公司
• 代理人: 曹愛紅

本發明屬于醫學檢查技術領域，具體公開激光輔助水凝膠微針陣列提取檢測血液中生物標志物裝置，包括水凝膠微針陣列和激光輻照裝置，激光輻照裝置輻照后再通過水凝膠微針陣列進行生物標志物的提取。該裝置能夠高效率提取生物標記物，通過水凝膠微針陣列吸水溶脹的特性，有效地從組織液中提取足夠的生物標記物，同時水凝膠微針陣列對皮膚具有優良的生物安全性，不影響人體皮膚的正常功能，對真皮層下的生物標記物進行提取和檢測，無痛、微創、快速檢測疾病的生物標志物。

技術領域

本發明屬于提取檢測血液中生物標志物的醫學檢查技術領域，特別涉及激光輔助水凝膠微針陣列提取檢測血液中生物標志物裝置及其制備方法。

背景技術

現有技術中，血生化常規檢查是醫學檢查中常見的一項檢驗項目，更是一種重要的發現潛在疾病的方式，其中，檢測項目反映出人體器官功能中的多項重要指標：血脂、血糖、腎功能、肝功能等。很多疾病在患病早期無典型癥狀，但疾病相應的生物標志物指標異常，需要進行抽血檢查才能發現，如糖尿病早期就是個典型案例，早期表現為血糖異常，還有痛風前期表現為血尿酸升高、血肌酐升高表示腎功能受損，以及血脂異常是導致心腦血管疾病的主要因素之一。疾病對應的循環生物標志物不僅能反映病理過程，在疾病預防、前期診斷、藥物診療效果等方面也至關重要。

檢測疾病特異性的循環生物標志物，在監測疾病發展、器官功能和藥物療效的過程中至關重要，而目前檢測血液中生物標志物的常用技術一般是采血檢測。例如以血液中的血糖、血尿酸、肌酐、谷丙轉氨酶等為指標，且常常作為醫療方案的指導方針之一。但是，許多疾病初期難以發現，主要是因為健康或亞健康人自行去醫院進行抽血檢查的次數極少，抽血檢查只在一般體檢或身體出現異常癥狀后進行，從檢查結果發現重要的生物標志物指標已超標。另一方面，傳統的循環生物標志物的檢測需由專業醫務人員負責抽血采集，并對采集的血液樣品進行專業處理、妥善保存，再進一步對待測循環生物標志物進行分析。抽血采集血液樣品環節，不僅要求專業醫務人員專業操作，存儲以及后期處理分析，從樣品的采集到分析和處理，如血液保存的溫度和時間、凝血的時間和條件、蛋白酶抑制劑的添加需求、樣品凍融循環次數等，任何一個環節處理不當都可能會對檢測結果造成影響。此外，抽血需要根據受檢者的自身生理情況與抽血依從性，例如：由于血管老化、血管硬化、結締組織疏松、血流緩慢或循環血量不足帶來穿刺不成功，造成中老年人抽血失敗率偏高，導致用于檢測的血液樣品量不足，而穿刺不成功次數提高，穿刺次數增多，感染風險也會增加；對于受檢者來說，采血針頭會使受檢者產生疼痛感或心理畏懼，對患者抽血的依從性有所影響。為了盡早發現、及時診斷，采取積極的措施對疾病進行防治，迫切需要開發一種不需采血、快速、靈敏和可靠的生物標志物分子檢測技術。

近期，基于微針陣列(Microneedle Array)的微創技術被應用在進行組織液中的生物標志物檢測領域，在沒有額外血液采集和血液樣品處理的情況下，利用微針陣列穿透皮膚角質層對皮下組織液檢測血液中的生物標志物進行快速采集，經過表面修飾特異性抗體的微針陣列能夠識別小鼠真皮中的循環病毒蛋白，可在不進行血液采集和樣品處理的情況下檢測生物標志物。但是，利用微針陣列提取皮下生物標記物，常常會遇到被測物提取量不足的問題，如：真皮層內的大部分生物標記物濃度太低，以致微針陣列無法將其捕獲并進行檢測。若要克服該缺陷，微針長度需要提高到能夠穿透至真皮層下層，但真皮層中具有神經與微血管，當微針觸及神經和微血管會導致使用者疼痛與流血，降低使用者對微針檢測方法的依從性，也存在著感染的風險。此外，同一陣列中單個微針之間存在著巨大差異，主要是因為過長的微針穿透至真皮層下層，損壞了毛細血管，使得生物標記物泄漏。每個陣列中只有幾個微針會破壞毛細血管，導致局部出血并顯示出局部微針與生物標記物具有很強的結合能力，而陣列中其余的大多數微針只能捕捉到組織液中的少量的生物標記物或捕獲不到，微針陣列捕獲的均勻度太低導致難以在一個陣列中對生物標記物進行量化，而穩定地對單種生物標記物進行檢測更無從談起，因此，微針陣列檢測技術檢測的靈敏性仍有待提高，目前難以應用于實際診斷中。

發明內容