[發明專利]光纖型細胞因子實時傳感裝置及其制備方法

在審

• 申請號: 202110287613.8
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN112869738A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 何賽靈;程瀟羽;譚沁
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61B5/1459
• 分類號: A61B5/1459
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林松海

本發明公開了光纖型細胞因子實時傳感裝置及其制備方法。傳感裝置，包括光源、傳輸光纖、光纖環形器、對環境折射率變化敏感的光纖傳感探頭、信號解調儀；光源經過第一傳輸光纖進入光纖環形器，光纖環形器通過第二傳輸光纖連接光纖傳感探頭，通過第三傳輸光纖連接信號解調儀；光纖傳感探頭的尾部設有反射部分；光纖傳感探頭用于傳感血液環境折射率變化；光纖傳感探頭設有聚合物薄膜層，用于減少和防止非特異性吸附；聚合物薄膜層表面設有生物識別物，用于特異性識別和結合待測細胞因子；信號解調儀用于解調反射光譜的特征波長發生的漂移。相比于現有的細胞因子檢測技術，本發明具有快速、準確、可靠、成本低、可實時監測、操作性強等優點。

技術領域

本發明屬于光纖傳感領域，特別涉及一種光纖型細胞因子實時傳感裝置及其制備方法。

背景技術

如何及時發現病人病情突然加重，避免或減少輕癥患者發展為重癥或危重癥病人，及時進行有效治療，成為當前全球防疫抗疫救治工作重點之一。

如何及早判斷輕癥病人病情是否會惡化，根據國家衛生健康委員會最新發布的《新型冠狀病毒肺炎診療方案（試行第七版）》，新增了重型、危重型臨床預警指標：包括成人外周血淋巴細胞進行性下降；外周血炎癥因子如白介素6（IL-6）、C反應蛋白（CRP）進行性上升；乳酸進行性升高；肺內病變在短期內迅速進展。“細胞因子風暴”是指由感染等原因引起機體迅速大量分泌多種細胞因子，相比傳統指標，細胞因子IL-2R、IL-6在預測COVID-19的嚴重程度和預后方面更具優勢。2008年，暨南大學的肖平課題組提出采用流式細胞術微球陣列法檢測IL-6、IL-10和TNF水平；2020年，來自瑞士的Roche羅氏診斷公司實現基于電化學發光技術的IL-6檢測，用于幫助識別可能產生嚴重炎癥反應的COVID-19高風險患者。

目前針對COVID-19患者細胞因子風暴的檢測主要存在以下問題：1. 人工操作量大，需要專業人士進行操作；2.價格昂貴，效率較低，通量小，檢測手段也比較復雜，需要提供專業防護級別的實驗室，難以在醫療機構中得到廣泛應用；3.步驟繁瑣，耗時長，需要對病人取樣，無法實現實時監測，難以及時診斷COVID-19患者是否由輕癥發展為重癥或危重癥，無法提供及時的后續治療。因此，發展出一種能夠在床邊對病人血液內細胞因子豐度進行實時監控，特別是能夠及早發現或提前預測輕轉重癥病人的傳感裝置，顯得尤為重要。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術的不足，提供一種光纖型細胞因子實時傳感裝置及其制備方法。由于光纖表面修飾了高度可抗非特異性吸附的自組裝單分子膜，當光纖傳感探頭滯留在人體的血管內，血清蛋白無法吸附到光纖表面，因此可以長期放置于血管內。當COVID-19患者由輕癥發展為重癥或危重癥時，患者血液內的細胞因子IL-2R、IL-6等的數量發生激增，當該光纖傳感探頭接觸到細胞因子后，光纖傳感探頭表面上固定的生物識別物將與細胞因子發生特異性結合。這種特異性結合，將引起該光纖傳感探頭表面的折射率發生變化，從而使反射光譜的特征波長發生漂移，實現對COVID-19患者體內的細胞因子風暴的實時監測，相比于現有的細胞因子檢測技術，具有快速、準確、可靠、成本低、可實時監測、操作性強等優點。

一種光纖型細胞因子實時傳感裝置，包括光源、傳輸光纖、光纖環形器、對環境折射率變化敏感的光纖傳感探頭、信號解調儀；

光源經過第一傳輸光纖進入光纖環形器，光纖環形器通過第二傳輸光纖連接光纖傳感探頭，通過第三傳輸光纖連接信號解調儀；

所述的光纖傳感探頭包括光纖傳感結構；所述的光纖傳感探頭的尾部設有反射部分；所述的光纖傳感探頭用于傳感血液環境折射率變化；

所述的光纖傳感探頭設有聚合物薄膜層，用于減少和防止非特異性吸附；

聚合物薄膜層表面設有生物識別物，用于特異性識別和結合待測細胞因子；

所述的信號解調儀用于解調反射光譜的特征波長發生的漂移。

所述的光纖傳感結構包括馬赫曽德干涉結構、錐形光纖結構或側邊拋磨D型光纖結構；