本實用新型涉及光纖生物傳感技術(shù)，利用微流通道結(jié)合智能手機進行多種心肌梗塞標志物(肌鈣蛋白cTnI、肌酸激酶同工酶CK-MB、肌紅蛋白MB等)進行檢測，其突出特點是能夠同時快速檢測多種心肌梗塞標志物，從而進行綜合評估、確保檢測結(jié)果更加準確合理，整體方案具有便攜、方便、顯示直觀等優(yōu)點，屬于光纖生物傳感及醫(yī)療診斷領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

光纖生物傳感器技術(shù)發(fā)展了近30年的時間，在國外，已經(jīng)被廣泛用于物質(zhì)測定，比如除草劑、尿蛋白中的刺激性藥物、與VIII因子相關(guān)的抗原、人體IgG和IgM、牛血蛋白-包括牛血紅蛋白和牛血清蛋白、人體細胞中的紅細胞和T淋巴細胞核粒細胞、血清HIV特異性抗體和血管內(nèi)皮生長因子等。在國內(nèi)，檢測諸如葡萄球菌腸毒素、胰島素、甲胎蛋白和日本吸血蟲抗體等物質(zhì)也有采用光纖生物傳感器的方案。

微流控芯片是微流控技術(shù)實現(xiàn)的主要平臺，可在類似一枚郵票或一張信用卡大小的芯片上完成生物或化學實驗室各種功能的技術(shù)。它把生物和化學等領(lǐng)域所涉及的樣品制備、生物與化學反應(yīng)、分離、檢測，細胞培養(yǎng)、分選、裂解等基本操作單元集成到一塊幾平方厘米的芯片上，由微通道形成網(wǎng)絡(luò)，以可控流體貫穿整個系統(tǒng)，自動完成分析全過程。其不僅體積輕巧、使用樣品及試劑量少，且反應(yīng)速度快、可大量平行處理及可即用即棄，是集微量樣品制備、進樣、反應(yīng)、分離及檢測于一體的快速、高效、低耗的微型分析實驗裝置。

心血管疾病(cardiovascular disease，簡稱CVD)是發(fā)展中國家和發(fā)達國家人類死亡的主要原因之一，在我國，心血管疾病死亡居于疾病死亡構(gòu)成的首位，而急性心肌梗塞(acute myocardial infarction，簡稱AMI)是臨床常見的心血管危急重癥之一，具有發(fā)病突然、病情惡化快、致死率高等特點，嚴重危害著人們的生命健康。因此AMI的臨床診斷一直是醫(yī)學研究的熱點話題。AMI的早期診斷和及時救治，對挽救瀕死心肌和改善預(yù)后降低急性病發(fā)期死亡率均具有重要意義。

如何準確、快速地分辨具有類似癥狀的不同疾病既是急診醫(yī)療的一個重大難題，也是一大關(guān)鍵，而急性心肌梗死和肺栓塞都會引起患者胸部疼痛。急性心肌梗塞(Acute myocardial infarction，AMI)是臨床常見的急性多發(fā)病，當前AMI診斷的主要依據(jù)是：

(1)臨床癥狀：低血壓、心律失常、左臂放射性疼痛等；

(2)心電圖診斷：心電圖示ST段短時明顯抬高或壓低，T波倒置或增高；

(3)實驗室診斷：心臟標志物指標。目前在AMI的實驗室生化診斷方面，肌酸激酶(creatin kinase)、肌紅蛋白(myoglobin)、乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase)及其同工酶等是常用的指標。實驗室檢測方法包括：酶聯(lián)免疫吸附法(Enzyme-linked Immunosorbent Assay，ELISA)、化學發(fā)光法、酶聯(lián)熒光分析法、金標銀染法、質(zhì)譜分析法、多標記生物芯片技術(shù)、生物傳感器等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型利用生物特異性結(jié)合特性和微流控通道，在不同的通道內(nèi)放置具有不同生物特異性的光纖生物器，用來檢測全血中不同心肌梗塞標志物(cTnI、CK-MB、MB等)?？梢酝瑫r快速檢測多種心肌梗塞標志物。

本實用新型提出的一種面向即時檢驗的多通道心梗標志物測定儀，其特征在于由光源(1)、微流注入端(2)、多通道光纖生物傳感反應(yīng)區(qū)(3)、傳感光纖(4)、微流通道(5)、微流輸出端(6)、圖像傳感器接收端(7)和手機(8)組成；當待測血樣經(jīng)微流注入端(2)流經(jīng)多通道光纖生物傳感反應(yīng)區(qū)(3)時，血樣中的心肌梗塞標志物被傳感光纖(4)表面修飾上的對應(yīng)抗體特異性結(jié)合，導(dǎo)致傳感光纖(4)的包層發(fā)生折射率改變，此時光源(1)發(fā)出的光照射到多通道光纖生物傳感反應(yīng)區(qū)(3)，手機(8)上的圖像傳感器接收端(7)會監(jiān)測到光譜變化，將這一變化通過手機(8)的內(nèi)置軟件轉(zhuǎn)化為所測量的心梗標志物的濃度在手機(8)上顯示，同時剩余的液體經(jīng)微流通道(5)至微流輸出端(6)排出。

本實用新型所述的發(fā)光二極管光源，可以是用戶手機內(nèi)置的光源，其發(fā)出的光照射到多通道生物傳感芯片反應(yīng)區(qū)，圖像傳感器接收端將接收到多通道生物傳感芯片反應(yīng)區(qū)位置的光譜。

本實用新型所述多通道光纖生物傳感反應(yīng)區(qū)包含至少兩個微流通道，微流通道內(nèi)有對外界折射率變化敏感的傳感光纖，且在光纖表面先鍍上納米金顆粒后再修飾上待測心肌梗塞標志物的特異性抗體，可以同時快速檢測多種心肌梗塞標志物。

本實用新型所述微流注入端、微流通道和微流輸出端都是用聚二甲基硅氧烷(PDMS)制成的。聚二甲基硅氧烷簡稱為有機硅，其成本低、使用簡單、具有光學透明、無毒、不易燃，同硅片之間有很好的粘附性，而且具有良好的化學惰性，是制作微流通道的極佳聚合物材料。

本實用新型所述的所述圖像傳感器接收端可以是用戶手機內(nèi)置的圖像傳感器接收端，其能夠?qū)崟r捕捉多通道生物傳感芯片反應(yīng)區(qū)的光譜變化，用戶通過手機軟件將這一變化轉(zhuǎn)化為被測物質(zhì)的濃度在手機上顯示。

本實用新型所具有的特點優(yōu)勢為：1.采用用戶手機檢測顯示，操作簡便，方便直觀；2.系統(tǒng)體積小，便于移動，適用于現(xiàn)場測量；3.可以即時檢驗，做到迅速檢測；4.基于光纖生物傳感，系統(tǒng)靈敏度高；5.能夠同時檢測多種心肌梗塞標志性物質(zhì)，綜合判斷是否存在心肌梗塞危險。

附圖說明

圖1為本實用新型的實物示意圖

圖2為本實用新型中傳感光纖在微流單通道內(nèi)的示意圖

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施步驟進行說明：

如圖1所示，它是本實用新型一種面向即時檢驗的多通道心梗標志物測定儀的實物示意圖，它包括：光源(1)、微流注入端(2)、多通道光纖生物傳感反應(yīng)區(qū)(3)、傳感光纖(4)、微流通道(5)、微流輸出端(6)、圖像傳感器接收端(7)和手機(8)。用戶將待測血樣經(jīng)微流注入端(2)流經(jīng)多通道光纖生物傳感反應(yīng)區(qū)(3)時，血樣中的心肌梗塞標志物與傳感光纖(4)表面修飾的對應(yīng)抗體特異性結(jié)合，導(dǎo)致多通道生物傳感芯片反應(yīng)區(qū)(3)發(fā)生折射率改變，此時光源(1)發(fā)出的光照射到多通道生物傳感芯片反應(yīng)區(qū)(3)，手機(8)上的圖像傳感器接收端(7)會監(jiān)測到光譜變化，將這一變化通過手機(8)的內(nèi)置軟件轉(zhuǎn)化為所測量的心梗標志物的濃度在手機(8)上顯示，同時剩余的液體經(jīng)微流通道(5)至微流輸出端(6)排出。

圖1中傳感光纖(4)的制備過程如下。首先將腐蝕掉包層的光纖放入體積比為3∶1的濃硫酸和30％雙氧水的溶液中，并在恒溫水浴鍋中80℃水浴加熱，反應(yīng)30分鐘左右，光纖表面完成羥基化處理。然后再修飾上與羥基和納米金都能較好結(jié)合的硅烷劑-巰基丙基三甲氧基硅烷(MTS)。之后將以上光纖放入制備好的納米金溶膠中常溫反應(yīng)24小時。然后再將以上光纖放入牛血清蛋白(BSA)溶液中封閉多余位點。之后再將以上光纖放入與納米金結(jié)合力較強而且與特定抗體具有高度親和力的葡萄球菌A蛋白(SPA)溶液中進行自組裝。然后將以上光纖放入目標物物抗體溶液中進行自組裝得到我們所用到的光纖傳感器。在進行檢測時(這里以檢測心肌肌鈣蛋白I為例)，待測血樣流經(jīng)光纖傳感器時，血樣中的心肌梗塞標志物心肌肌鈣蛋白I(cTnI)與傳感光纖上的心肌肌鈣蛋白I抗體相結(jié)合形成復(fù)合物，改變周圍折射率。

圖2為本實用新型中傳感光纖在微流單通道內(nèi)的示意圖。圖中(3)為其中一個微流通道，在通道底部內(nèi)側(cè)鋪設(shè)所制備的傳感光纖(4)，當待測血樣流經(jīng)光纖傳感器時，血樣中的心肌梗塞標志物與傳感光纖(4)上的抗體相結(jié)合，不同濃度標志物吸收不同波長光譜，反射到手機內(nèi)置圖像傳感器接收端的不同位置，通過手機軟件處理可以快速準確顯示所測量的心梗標志物的濃度。

本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚地知道，根據(jù)本實用新型的方法，可以對其他心梗標志物進行檢測，光源、微流控注入端、多通道生物傳感芯片反應(yīng)區(qū)、微流控輸出端和圖像傳感器接收端組成可以進行新的統(tǒng)一搭配，裝置結(jié)構(gòu)可以進行優(yōu)化設(shè)計，本實用新型的保護范圍并不局限于以上實施例。