[發(fā)明專利]微納材料修飾生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110474575.7
• 申請(qǐng)日: 2021-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN113281271A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭團(tuán);劉明賢;吳暉;翟二濤;陳霞;趙秀娟;馬艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 暨南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/25
• 分類號(hào): G01N21/25;G01N21/27;G01K11/3206;B82Y30/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李君

本發(fā)明公開了一種微納材料修飾生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括光源、解調(diào)儀和光纖傳感器，所述光纖傳感器為反射式光纖傳感器或透射式光纖傳感器，所述光纖傳感器表面鍍一層或多層微納材料，用于增強(qiáng)光纖傳感器的比表面積和腫瘤細(xì)胞檢測(cè)靈敏度，光纖傳感器置于微流檢測(cè)通道內(nèi)，所述蠕動(dòng)泵通過微流管與微流檢測(cè)通道的兩端連接，待測(cè)生物醫(yī)學(xué)樣品通過蠕動(dòng)泵注入微流檢測(cè)通道。本發(fā)明系統(tǒng)利用微納材料的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在不破壞光纖結(jié)構(gòu)的前提下，實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的高靈敏測(cè)量，利用微納材料的大表面積體積比和亞微米尺度特殊結(jié)構(gòu)，可以在復(fù)雜的環(huán)境中提供高效的腫瘤細(xì)胞結(jié)合能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微納材料修飾生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)及方法，屬于光纖生物醫(yī)學(xué)傳感器設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

癌癥是世界范圍內(nèi)的主要死亡原因之一。近年來在發(fā)展中國家，由于診斷和治療手段的改善，以及預(yù)防措施的實(shí)施，與癌癥相關(guān)的全球死亡率一直在下降。然而，胃癌、肝癌、乳腺癌、肺癌等癌癥研究進(jìn)展緩慢，而且很難在早期發(fā)現(xiàn)。因此，面對(duì)高昂的醫(yī)療費(fèi)用和不斷增加的新病例，早期癌癥診斷是一個(gè)關(guān)鍵因素。

近年來，光纖傳感器在許多疾病的診斷和治療方面引起了人們的關(guān)注。光纖傳感器體積小，可以深入到狹窄的空間，特別是當(dāng)這些疾病和癌癥很難接觸到的時(shí)候，例如甲狀腺癌和腦癌，小巧的體積和操作的靈活性成為了極大的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)光纖傳感器穩(wěn)定性好、檢測(cè)精度高、價(jià)格低、抗電磁干擾強(qiáng)，在生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)方面有很大的發(fā)展空間。

目前基于光纖方法對(duì)腫瘤細(xì)胞的檢測(cè)中，一般是檢測(cè)腫瘤標(biāo)志物，它們是存在于細(xì)胞、組織、體液中，能夠證實(shí)腫瘤存在的某些物質(zhì)，例如：癌胚蛋白、酶、腫瘤相關(guān)抗原、激素等。除了對(duì)癌癥標(biāo)志物的檢測(cè)之外還有對(duì)癌細(xì)胞進(jìn)行的直接檢測(cè)分析。目前各種方法中，從唾液、血液、體液檢測(cè)特定待測(cè)目標(biāo)物的方法已被報(bào)道。這些方法使用不同的光纖結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)都是基于核心導(dǎo)向光對(duì)周圍介質(zhì)的局部顯示。這通常是通過彎曲光纖或化學(xué)腐蝕完全或部分去除包層來實(shí)現(xiàn)的。然而，這些方法仍然不理想。首先，改變光纖的幾何形狀通常會(huì)削弱光纖的固有強(qiáng)度。其次，使用特殊光纖如光子晶體光纖或稀土摻雜光纖會(huì)使傳感器的制造過程復(fù)雜化，有時(shí)會(huì)形成較差的光柵啁啾，導(dǎo)致性能不可靠。因此，有必要設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單高效的全光纖傳感器結(jié)構(gòu)。生物醫(yī)學(xué)傳感器發(fā)展的實(shí)際趨勢(shì)也正在轉(zhuǎn)向侵入性較小的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以簡(jiǎn)化其使用并提供用戶友好的界面。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種微納材料修飾生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用傾斜光纖光柵和微納材料的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在不破壞光纖結(jié)構(gòu)的前提下，從而實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的高靈敏測(cè)量，利用微納材料的大表面積體積比和亞微米尺度特殊結(jié)構(gòu)，可以在復(fù)雜的環(huán)境中提供高效的腫瘤細(xì)胞結(jié)合能力。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種微納材料修飾生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)方法，該方法通過測(cè)量光強(qiáng)變化來檢測(cè)生物醫(yī)學(xué)樣品的濃度。

本發(fā)明的目的可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到：

一種微納材料修飾光纖生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，包括光源、解調(diào)儀和光纖傳感器，所述光纖傳感器為反射式光纖傳感器或透射式光纖傳感器；

所述光纖傳感器為反射式光纖傳感器時(shí)，光纖傳感器的端面鍍有反射膜；所述光源和解調(diào)儀分別與環(huán)形器/光纖合束器連接，所述環(huán)形器/光纖合束器與光纖傳感器連接；

所述光纖傳感器為透射式光纖傳感器時(shí)，所述光源、光纖傳感器和解調(diào)儀依次連接；

所述光纖傳感器表面鍍一層或多層微納材料，用于增強(qiáng)光纖傳感器的比表面積和腫瘤細(xì)胞檢測(cè)靈敏度，光纖傳感器置于微流檢測(cè)通道內(nèi)，所述蠕動(dòng)泵通過微流管與微流檢測(cè)通道的兩端連接，待測(cè)生物醫(yī)學(xué)樣品通過蠕動(dòng)泵注入微流檢測(cè)通道。

進(jìn)一步的，所述光纖傳感器包括傾斜布拉格光纖光柵、布拉格光纖光柵、長周期光纖光柵、單模光纖-多模光纖-單模光纖干涉器件、單模光纖- 無芯光纖-單模光纖干涉器件和微納光纖器件的其中之一。