[發明專利]一種用于分辨癌變細胞的全光纖pH值監測裝置

有效

• 申請號: 202010318629.6
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111307780B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 李晉;王浩儒;李智;蘇政澄;朱越
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 陳玲玉;梅洪玉

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

所述的兩組監測單元中，其中一組監測單元是正常樣品監測單元，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、正常樣品的光學處理器；

另外一組監測單元是待測樣品監測單元，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、待測樣品的光學處理器；

其中，兩組監測單元中，所述的全光纖pH探頭都由環狀的微納光纖環(12)、pH功能聚合物分散量子點(13)和傳導光纖(14)構成，pH功能聚合物分散量子點分布在微納光纖環上，傳導光纖與微納光纖環結合；所述的pH功能聚合物分散量子點(13)是由對pH敏感的聚合物材料聚丙基酸為主體，內部摻雜半導體量子點，在光纖內光信號激發下產生熒光信號，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胞的待測樣品分別通過微流泵，分別經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；樣品流經全光纖pH探針時，通過CCD觀測器觀察到各自熒光強度的變化情況，通過強度對比，并結合光學處理器得到干涉光譜的強度ΔP和相位Δλ變化信息，確定pH值的大小，推斷癌癥細胞的病變情況。

2.根據權利要求1所述的用于分辨癌變細胞的全光纖pH值監測裝置，其特征在于，所述的微納光纖環的材料為二氧化硅。

3.根據權利要求1或2所述的用于分辨癌變細胞的全光纖pH值監測裝置，其特征在于，組成微納光纖環的微納光纖直徑小于1μm，光纖環直徑為2mm。

4.根據權利要求3所述的用于分辨癌變細胞的全光纖pH值監測裝置，其特征在于，當探頭外部pH值發生變化時，它的體積將出現膨脹，從而帶動半導體量子點遠離微納光纖環(12)的纖芯，導致pH功能聚合物分散量子點(13)的熒光信號產生強弱變化，通過CCD觀測器(9)實現對pH值的可視化觀測，并且在光學處理器(11)內綜合分析干涉光譜的功率及相位的變化信息和熒光強弱，提高環境pH值的檢測的精確度，減小監測誤差。

5.根據權利要求1所述的用于分辨癌變細胞的全光纖pH值監測裝置，其特征在于，全光纖pH探針(8)根據微納米光纖固有的倏逝場效應，進入傳導光纖(14)的激發光在到達微納光纖環(12)時，大部分光將沿著微納光纖環(12)外部傳輸，同時激發pH功能聚合物分散量子點(13)產生熒光。