基于熒光檢測(cè)方法的植入式檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明基于熒光檢測(cè)方法的植入式檢測(cè)裝置涉及一種測(cè)量皮下組織內(nèi)的某特定化合物的檢測(cè)，是一種基于熒光檢測(cè)方法的檢測(cè)裝置。包括傳感頭、信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器和信號(hào)接收/檢測(cè)器；所述傳感頭植入體內(nèi)，暴露于皮下組織液，感測(cè)待測(cè)分子的濃度；傳感頭與信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器通過(guò)光纖連接，信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器和信號(hào)接收/檢測(cè)器通過(guò)有線或無(wú)線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞；信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器內(nèi)產(chǎn)生的激發(fā)光和信號(hào)熒光通過(guò)同一根光纖傳輸，由信號(hào)接收/檢測(cè)器接受并檢測(cè)信號(hào)熒光的光強(qiáng)，從而得到定量的某化合物的濃度。采用光學(xué)測(cè)量方法避免了電化學(xué)和酶的應(yīng)用，持久性好，靈敏度高，壽命長(zhǎng)。
【專利說(shuō)明】基于熒光檢測(cè)方法的植入式檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明基于熒光檢測(cè)方法的植入式檢測(cè)裝置涉及一種測(cè)量皮下組織內(nèi)的某特定化合物的檢測(cè)，是一種基于熒光檢測(cè)方法的檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在醫(yī)療行業(yè)的日常護(hù)理中，經(jīng)常需要對(duì)體內(nèi)某特定化合物的連續(xù)檢測(cè)。例如，糖尿病是現(xiàn)代疾病中的第二殺手，其對(duì)人體的危害僅次于癌癥，作為一種較為普遍的內(nèi)分泌疾病，它對(duì)人們的身心健康危害越來(lái)越大，而且有擴(kuò)大化和年輕化的趨勢(shì)。研究結(jié)果表明:糖尿病的主要特點(diǎn)是緩慢持續(xù)上升的血糖濃度，當(dāng)血糖濃度上升到一定的高度時(shí)，高于腎糖閾則可以在尿液中檢測(cè)到糖分。糖尿病患者由于血糖濃度異常而導(dǎo)致體內(nèi)代謝紊亂，易引起糖尿病酮癥、心腦血管病變、腎病、眼病、肢端壞疽和感染等嚴(yán)重并發(fā)癥。此外，血糖濃度的升高可引發(fā)視網(wǎng)膜、腎臟及神經(jīng)系統(tǒng)等的并發(fā)癥。因此，治療糖尿病的主要手段和目標(biāo)就是維持血糖濃度的正常水平。由于生命科學(xué)的復(fù)雜性，目前還沒(méi)有徹底根治糖尿病的醫(yī)學(xué)手段。現(xiàn)今治療糖尿病，主要是采取控制血糖濃度以預(yù)防或減輕并發(fā)癥的發(fā)生以及對(duì)癥處理并發(fā)癥，特別是通過(guò)頻繁地監(jiān)測(cè)血糖濃度并精確、及時(shí)地以此為據(jù)調(diào)整口服降糖藥物和胰島素的用量。已經(jīng)有數(shù)據(jù)表明控制血糖濃度可以減少I型和II型糖尿病的并發(fā)癥。另外，保持血糖含量接近正常水平在重癥病房患者的護(hù)理上也是一個(gè)重要的課題。研究表明:使ICU患者血糖含量控制在接近正常水平，可顯著提高他們的臨床治療效果。然而，血糖的嚴(yán)格控制是難以達(dá)到的并且要求相當(dāng)頻繁的測(cè)量。因此血糖的連續(xù)監(jiān)測(cè)在糖尿病患者和重癥患者的監(jiān)護(hù)中也將會(huì)是一個(gè)大的進(jìn)步。 [0003]目前，對(duì)體內(nèi)某特定化合物的連續(xù)測(cè)定，依賴于電化學(xué)測(cè)定。例如，現(xiàn)在通過(guò)美國(guó)FDA和中國(guó)CFDA認(rèn)證的，用于體內(nèi)連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)的傳感器是基于電化學(xué)原理，使用葡萄糖氧化酶進(jìn)行分子識(shí)別的。這些傳感器的缺陷包括:1、它們的電化學(xué)選擇性有限。現(xiàn)有的所有的用于持續(xù)葡萄糖檢測(cè)的設(shè)備都是通過(guò)測(cè)量葡萄糖氧化酶與過(guò)氧化氫的反應(yīng)引發(fā)的電流變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這一類的傳感器會(huì)受到體內(nèi)氧濃度變化的影響，同時(shí)還受到尿素、抗壞血酸(維生素C、尿酸)，醋氨酚，等電活化粒種的影響。因此，基于電化學(xué)的葡萄糖測(cè)量用在重病患者身上是非常危險(xiǎn)的。2、在傳感器里有相當(dāng)大的漂移電流，使讀數(shù)失效。3、由于酶及蛋白質(zhì)的使用，傳感器的壽命都極其有限。
[0004]基于熒光方法的測(cè)量方法，作為綠色檢測(cè)技術(shù)的代表，目前在美國(guó)及歐洲，是進(jìn)行微創(chuàng)的體內(nèi)特定化合物連續(xù)測(cè)量的主流方向。目前在中國(guó)國(guó)內(nèi)，尚沒(méi)有企業(yè)公司研究成功。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有傳感器測(cè)試的缺陷，提供一種基于熒光檢測(cè)方法的植入式檢測(cè)裝置，該裝置是基于熒光檢測(cè)方法的、可植入式的，適用于某特定分子的連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；通過(guò)將檢測(cè)頭植入體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)某特定分子的檢測(cè)。
[0006]基于熒光檢測(cè)方法的植入式檢測(cè)裝置是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:基于熒光檢測(cè)方法的植入式檢測(cè)裝置包括傳感頭、信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器和信號(hào)接收/檢測(cè)器；所述傳感頭植入體內(nèi)，暴露于皮下組織液，感測(cè)待測(cè)分子的濃度；傳感頭與信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器通過(guò)光纖連接，信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器和信號(hào)接收/檢測(cè)器通過(guò)有線或無(wú)線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞；信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器內(nèi)產(chǎn)生的激發(fā)光和信號(hào)熒光通過(guò)同一根光纖傳輸，由信號(hào)接收/檢測(cè)器接受并檢測(cè)信號(hào)熒光的光強(qiáng)，從而得到定量的某化合物的濃度。
[0007]所述傳感頭采用光纖改造而成，檢測(cè)膜粘貼在光纖導(dǎo)光部位則形成傳感頭，所述檢測(cè)膜可附著于傳感頭上，植入體內(nèi)，暴露于皮下組織液，感受待測(cè)分子的濃度。
[0008]所述信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器包括微處理器、LED光源、光學(xué)處理元件、信號(hào)過(guò)濾器和信號(hào)發(fā)射器，微處理器和LED光源輸入端以及信號(hào)發(fā)射器相連，用以控制LED光源的發(fā)生時(shí)間間隔以及測(cè)量出的熒光信號(hào)發(fā)射時(shí)間間隔；所述光學(xué)處理元件包括第一棱鏡、高通分光鏡、第二棱鏡、第三棱鏡、濾光鏡和光電探測(cè)器，所述第一棱鏡設(shè)置在LED光源出口，和傳感頭相連的光纖后依次設(shè)置第二棱鏡、高通分光鏡、濾光鏡、第三棱鏡以及光電探測(cè)器，第一棱鏡設(shè)置在高通分光鏡上方；LED光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)第一棱鏡聚焦成平行光，通過(guò)高通分光鏡反射，再次通過(guò)第二棱鏡聚焦耦合進(jìn)入光纖，經(jīng)光纖傳輸至傳感頭，激發(fā)檢測(cè)膜上的熒光指示劑分子，熒光指示劑分子在不同濃度的待檢物溶液中，發(fā)出不同強(qiáng)度的熒光，該熒光信號(hào)經(jīng)同一根光纖傳輸經(jīng)過(guò)第二棱鏡聚焦耦合，通過(guò)高通分光鏡和濾光鏡，再通過(guò)第三棱鏡聚焦至光電探測(cè)器，測(cè)量出熒光強(qiáng)度；光電探測(cè)器和信號(hào)過(guò)濾器相連，通過(guò)信號(hào)過(guò)濾器過(guò)濾后的熒光強(qiáng)度信號(hào)經(jīng)由信號(hào)發(fā)射器傳輸?shù)叫盘?hào)接收/檢測(cè)器。
[0009]所述信號(hào)接收/檢測(cè)器包括無(wú)線接收器、信號(hào)檢測(cè)器和控制器，用于接收信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器的發(fā)射信號(hào)，記錄、分析和顯示待測(cè)分子的濃度，所述信號(hào)接收/檢測(cè)器具有發(fā)出警報(bào)或信號(hào)，提請(qǐng)注意的功能。
[0010]所述信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器采用獨(dú)立電源供電。
[0011]所述光纖采用塑料通訊光纖，為市售的聚甲基丙烯酸甲酯塑料光纖。光纖采用市售的光纖。
[0012]所述的光學(xué)處理元件采用市售的光學(xué)處理元件。
[0013]所述微處理器采用市售的微處理器，控制器采用市售的控制器，信號(hào)檢測(cè)器檢測(cè)器為市售的光電二極管檢測(cè)器，信號(hào)發(fā)射器和無(wú)線接收器均采用市售的信號(hào)發(fā)射器和無(wú)線接收器。
[0014]本發(fā)明裝置和其他目前市場(chǎng)上已有類似產(chǎn)品相比，小巧便攜，使用方便，還具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、采用光學(xué)測(cè)量方法測(cè)量體內(nèi)血糖濃度。由于避免了電化學(xué)和酶的應(yīng)用，該方法將會(huì)有更好的持久性，活性檢測(cè)膜壽命將會(huì)增減幾個(gè)數(shù)量級(jí)，有幾天增加至幾個(gè)月。
[0015]2、使用熒光檢測(cè)方法，靈敏度高，專一性好。熒光方法是目前光學(xué)檢測(cè)方法中最靈敏的方法。
[0016]3、采用的檢測(cè)膜除具有壽命長(zhǎng)，靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)外，此膜的其他優(yōu)點(diǎn)包括，專一性好，耐光照等特點(diǎn)。適合體內(nèi)使用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:圖1是本發(fā)明基于熒光檢測(cè)方法的植入式檢測(cè)裝置的使用狀態(tài)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明基于熒光檢測(cè)方法的植入式檢測(cè)裝置的工作原理示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明基于熒光檢測(cè)方法的植入式檢測(cè)裝置的傳感頭的縱截面示意圖。
[0020]圖中:1、信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器，2、信號(hào)接收/檢測(cè)器，B1、光纖，B2、第二棱鏡，B3、高通分光鏡，B4、濾光鏡，B5、第三棱鏡，B6、光電檢測(cè)器，B7、第一棱鏡，B8、LED光源，B9、傳感頭，Al、光纖的保護(hù)層，A2、光纖的包層(cladding), A3、光纖的芯(core), A4、檢測(cè)膜。
【具體實(shí)施方式】
[0021]參照附圖廣3，基于熒光檢測(cè)方法的植入式檢測(cè)裝置包括傳感頭B9、信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器I和信號(hào)接收/檢測(cè)器2 ;所述傳感頭B9植入體內(nèi)，暴露于皮下組織液，感測(cè)待測(cè)分子的濃度；傳感頭B9與信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器I通過(guò)光纖BI連接，信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器I和信號(hào)接收/檢測(cè)器2通過(guò)有線或無(wú)線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞；信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器I內(nèi)產(chǎn)生的激發(fā)光和信號(hào)熒光通過(guò)同一根光纖傳輸，由信號(hào)接收/檢測(cè)器2接受并檢測(cè)信號(hào)熒光的光強(qiáng)，從而得到定量的某化合物的濃度。
[0022]所述傳感頭B9采用光纖改造而成，檢測(cè)膜A4粘貼在光纖導(dǎo)光部位則形成傳感頭，所述檢測(cè)膜可附著于傳感頭上，植入體內(nèi)，暴露于皮下組織液，感受待測(cè)分子的濃度。
[0023]所述信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器I包括微處理器、LED光源B8、光學(xué)處理元件、信號(hào)過(guò)濾器和信號(hào)發(fā)射器，微處理器和LED光源輸入端以及信號(hào)發(fā)射器相連，用以控制LED光源的發(fā)生時(shí)間間隔以及測(cè)量出的熒光信號(hào)發(fā)射時(shí)間間隔；所述光學(xué)處理元件包括第一棱鏡B7、高通分光鏡B3、第二棱鏡B2、第三棱鏡B5、濾光鏡B4和光電探測(cè)器B6，所述第一棱鏡B7設(shè)置在LED光源B8后部，和傳感頭B9相連的光纖后依次設(shè)置第二棱鏡B2、高通分光鏡B3、濾光鏡B4、第三棱鏡B5以及光電探測(cè)器B6，第一棱鏡B7設(shè)置在高通分光鏡B3上方；LED光源B8發(fā)出的光經(jīng)過(guò)第一棱鏡B7聚焦成平行光，通過(guò)高通分光鏡B3反射，再次通過(guò)第二棱鏡B2聚焦耦合進(jìn)入光纖BI，經(jīng)光纖BI傳輸至傳感頭B9，激發(fā)檢測(cè)膜上的熒光指示劑分子，熒光指示劑分子在不同濃度的待檢物溶液中，發(fā)出不同強(qiáng)度的熒光，該熒光信號(hào)經(jīng)同一根光纖傳輸經(jīng)過(guò)第二棱鏡B2聚焦耦合，通過(guò)高通分光鏡B3和濾光鏡B4，再通過(guò)第三棱鏡B5聚焦至光電探測(cè)器B6，測(cè)量出熒光強(qiáng)度；光電探測(cè)器B6和信號(hào)過(guò)濾器相連，通過(guò)信號(hào)過(guò)濾器過(guò)濾后的熒光強(qiáng)度信號(hào)經(jīng)由信號(hào)發(fā)射器傳輸?shù)叫盘?hào)接收/檢測(cè)器2。
[0024]所述信號(hào)接收/檢測(cè)器2包括無(wú)線接收器、信號(hào)檢測(cè)器和控制器，用于接收信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器I的發(fā)射信號(hào)，記錄、分析和顯示待測(cè)分子的濃度，所述信號(hào)接收/檢測(cè)器具有發(fā)出警報(bào)或信號(hào)，提請(qǐng)注意的功 能。
[0025]本發(fā)明檢測(cè)裝置與葡萄糖檢測(cè)膜配套可檢測(cè)葡萄糖，與其他活性膜配套，還可測(cè)定其他體內(nèi)化學(xué)物質(zhì)濃度。
[0026]所述傳感頭植入體內(nèi)，信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器和信號(hào)接收/檢測(cè)器隨身攜帶。
【權(quán)利要求】
1.一種基于熒光檢測(cè)方法的植入式檢測(cè)裝置，其特征在于:包括傳感頭、信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器和信號(hào)接收/檢測(cè)器；所述傳感頭植入體內(nèi)，暴露于皮下組織液，感測(cè)待測(cè)分子的濃度；傳感頭與信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器通過(guò)光纖連接，信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器和信號(hào)接收/檢測(cè)器通過(guò)有線或無(wú)線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞；信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器內(nèi)產(chǎn)生的激發(fā)光和信號(hào)熒光通過(guò)同一根光纖傳輸，由信號(hào)接收/檢測(cè)器接受并檢測(cè)信號(hào)熒光的光強(qiáng)，從而得到定量的某化合物的濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熒光檢測(cè)方法的植入式檢測(cè)裝置，其特征在于:所述傳感頭采用光纖改造而成，檢測(cè)膜粘貼在光纖導(dǎo)光部位則形成傳感頭，所述檢測(cè)膜附著于傳感頭上，植入體內(nèi)，暴露于皮下組織液，感受待測(cè)分子的濃度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熒光檢測(cè)方法的植入式檢測(cè)裝置，其特征在于:所述信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器包括微處理器、LED光源、光學(xué)處理元件、信號(hào)過(guò)濾器和信號(hào)發(fā)射器，微處理器和LED光源輸入端以及信號(hào)發(fā)射器相連，用以控制LED光源的發(fā)生時(shí)間間隔以及測(cè)量出的熒光信號(hào)發(fā)射時(shí)間間隔；所述光學(xué)處理元件包括第一棱鏡、高通分光鏡、第二棱鏡、第三棱鏡、濾光鏡和光電探測(cè)器，所述第一棱鏡設(shè)置在LED光源后部,和傳感頭相連的光纖后依次設(shè)置第二棱鏡、高通分光鏡、濾光鏡、第三棱鏡以及光電探測(cè)器，第一棱鏡設(shè)置在高通分光鏡上方；LED光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)第一棱鏡聚焦成平行光，通過(guò)高通分光鏡反射，再次通過(guò)第二棱鏡聚焦耦合進(jìn)入光纖，經(jīng)光纖傳輸至傳感頭，激發(fā)檢測(cè)膜上的熒光指示劑分子，熒光指示劑分子在不同濃度的待檢物溶液中，發(fā)出不同強(qiáng)度的熒光，該熒光信號(hào)經(jīng)同一根光纖傳輸經(jīng)過(guò)第二棱鏡聚焦耦合，通過(guò)高通分光鏡和濾光鏡，再通過(guò)第三棱鏡聚焦至光電探測(cè)器，測(cè)量出熒光強(qiáng)度；光電探測(cè)器和信號(hào)過(guò)濾器相連，通過(guò)信號(hào)過(guò)濾器過(guò)濾后的熒光強(qiáng)度信號(hào)經(jīng)由信號(hào)發(fā)射器傳輸?shù)叫盘?hào)接收/檢測(cè)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熒光檢測(cè)方法的植入式檢測(cè)裝置，其特征在于:所述信號(hào)接收/檢測(cè)器包括無(wú)線接收器、信號(hào)檢測(cè)器和控制器，用于接收信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器的發(fā)射信號(hào)，記錄、分析和顯示待測(cè)分子的濃度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的基于熒光檢測(cè)方法的植入式檢測(cè)裝置，其特征在于:所述信號(hào)接收/檢測(cè)器具有發(fā)出警報(bào)或信號(hào)，提請(qǐng)注意的功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熒光檢測(cè)方法的植入式檢測(cè)裝置，其特征在于:所述信號(hào)發(fā)生/測(cè)量器采用獨(dú)立電源供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于熒光檢測(cè)方法的植入式檢測(cè)裝置，其特征在于:所述光纖采用塑料通訊光纖。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于熒光檢測(cè)方法的植入式檢測(cè)裝置，其特征在于:所述塑料光纖為聚甲基丙烯酸甲酯塑料光纖。
【文檔編號(hào)】A61B5/1459GK103860145SQ201410119061
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】黃鵬, 王谷豐 申請(qǐng)人:黃鵬