[發(fā)明專利]一種用于分辨癌變細(xì)胞的全光纖pH值監(jiān)測裝置

有效

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• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111307780B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李晉;王浩儒;李智;蘇政澄;朱越
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉;梅洪玉

1.一種用于分辨癌變細(xì)胞的全光纖pH值監(jiān)測裝置，包括基底和至少兩組監(jiān)測單元；其特征在于，

所述的兩組監(jiān)測單元中，其中一組監(jiān)測單元是正常樣品監(jiān)測單元，包括正常樣品輸入端、正常樣品輸出端、正常樣品的微通道、正常樣品的全光纖pH探頭、正常樣品的CCD觀測器、正常樣品的微流泵、正常樣品的光學(xué)處理器；

另外一組監(jiān)測單元是待測樣品監(jiān)測單元，包括待測樣品輸入端、待測樣品輸出端、待測樣品微通道、待測樣品的全光纖pH探頭、待測樣品的CCD觀測器、待測樣品的微流泵、待測樣品的光學(xué)處理器；

其中，兩組監(jiān)測單元中，所述的全光纖pH探頭都由環(huán)狀的微納光纖環(huán)(12)、pH功能聚合物分散量子點(diǎn)(13)和傳導(dǎo)光纖(14)構(gòu)成，pH功能聚合物分散量子點(diǎn)分布在微納光纖環(huán)上，傳導(dǎo)光纖與微納光纖環(huán)結(jié)合；所述的pH功能聚合物分散量子點(diǎn)(13)是由對pH敏感的聚合物材料聚丙基酸為主體，內(nèi)部摻雜半導(dǎo)體量子點(diǎn)，在光纖內(nèi)光信號激發(fā)下產(chǎn)生熒光信號，pH功能聚合物材料只對外界pH值變化敏感；

正常樣品和疑似含有癌細(xì)胞的待測樣品分別通過微流泵，分別經(jīng)由正常樣品輸入端和待測樣品輸入端注入正常樣品微通道和待測樣品微通道；樣品流經(jīng)全光纖pH探針時，通過CCD觀測器觀察到各自熒光強(qiáng)度的變化情況，通過強(qiáng)度對比，并結(jié)合光學(xué)處理器得到干涉光譜的強(qiáng)度ΔP和相位Δλ變化信息，確定pH值的大小，推斷癌癥細(xì)胞的病變情況。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于分辨癌變細(xì)胞的全光纖pH值監(jiān)測裝置，其特征在于，所述的微納光纖環(huán)的材料為二氧化硅。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于分辨癌變細(xì)胞的全光纖pH值監(jiān)測裝置，其特征在于，組成微納光纖環(huán)的微納光纖直徑小于1μm，光纖環(huán)直徑為2mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于分辨癌變細(xì)胞的全光纖pH值監(jiān)測裝置，其特征在于，當(dāng)探頭外部pH值發(fā)生變化時，它的體積將出現(xiàn)膨脹，從而帶動半導(dǎo)體量子點(diǎn)遠(yuǎn)離微納光纖環(huán)(12)的纖芯，導(dǎo)致pH功能聚合物分散量子點(diǎn)(13)的熒光信號產(chǎn)生強(qiáng)弱變化，通過CCD觀測器(9)實(shí)現(xiàn)對pH值的可視化觀測，并且在光學(xué)處理器(11)內(nèi)綜合分析干涉光譜的功率及相位的變化信息和熒光強(qiáng)弱，提高環(huán)境pH值的檢測的精確度，減小監(jiān)測誤差。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于分辨癌變細(xì)胞的全光纖pH值監(jiān)測裝置，其特征在于，全光纖pH探針(8)根據(jù)微納米光纖固有的倏逝場效應(yīng)，進(jìn)入傳導(dǎo)光纖(14)的激發(fā)光在到達(dá)微納光纖環(huán)(12)時，大部分光將沿著微納光纖環(huán)(12)外部傳輸，同時激發(fā)pH功能聚合物分散量子點(diǎn)(13)產(chǎn)生熒光。