一种泪液检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种泪液检测系统，运用表面增强拉曼光谱技术对泪液进行检测分析，该系统至少包括用于收集泪液的基底部，用于分析基底部上的泪液的检测部，基底部将泪液中的疾病标记物根据特异性识别方式从采集区引流至特定的条带，检测部基于特异性识别后的条带上的拉曼散射信号变化对疾病进行定性和/或定量检测，其中，检测部的第一光束激发出基底部上的条带的拉曼散射信号并以第二光束的形式传递至检测部的分析模块；本申请将表面增强拉曼(SERS)和检测试纸相结合，在微量的泪液样本含量下短时间至少可以对干眼症标记物和过敏症标记物进行定量痕量的检测，多条带检测区域可以根据需要改变条带的修饰物，同时对泪液中的多项指标进行监控。标进行监控。标进行监控。

【技术实现步骤摘要】
一种泪液检测系统


[0001]本专利技术涉及生物体液检测
，尤其涉及一种泪液检测系统。

技术介绍

[0002]传统的疾病诊断多需要静脉采血，而采集血液是创伤性操作，会导致某些患者产生紧张情绪而使检测不准确。近些年，人们致力于采用无创的方式获取体液代替血液进行疾病诊断，例如尿液、汗液、唾液及泪液等，这些体液相比于血液环境简单，获取方式简单，所需样品量少。其中，泪液是由泪腺分泌的透明液体，含有大量的水、蛋白质、脂质、细胞因子及代谢产物。泪液中的蛋白质，包括乳铁蛋白、溶酶菌、分泌免疫球蛋白A、脂蛋白、催泪蛋白、亲脂素等，都是由泪腺中不同细胞分泌而成的。泪液中某些蛋白质成分受到身体疾病(如糖尿病、甲状腺疾病以及癌症)的影响发生含量的变化，因此泪液中蛋白质可以作为特殊疾病诊断的生物标记物。例如，泪液分泌的骨膜蛋白可以作为眼部过敏性疾病诊断的标记物，细胞因子Th1和细胞因子Th17可以作为眼部炎症标记物，基质金属蛋白酶MMP
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9可以作为干眼症标记物。除此之外，人体泪液中的葡萄糖与血糖浓度成正相关，可以通过泪液葡萄糖检测进行糖尿病的监控；泪液中小分子代谢物例如皮质酮、皮质醇等也可以作为干眼症的诊断标记物，所以通过泪液中成分的变化可以对某些眼部和身体疾病进行检测和监控。另外，泪液不易受到环境污染，可以实时获取，因此通过泪液诊断疾病存在着巨大的潜在优势。
[0003]过敏性结膜炎和干眼症的症状表现类似。过敏性结膜炎是一种I型超敏反应引起的结膜炎症性疾病并伴随有主观症状、客体体征改变，主要包括季节性过敏性结膜炎、常年性过敏性结膜炎、巨乳头性结膜炎等，通过特异性免疫蛋白球IgE检测或特异性炎症标记物例如白介素4(IL
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4)、白介素5(IL
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5)等来诊断眼部过敏症；干眼症是一种由于各种不同的功能和眼表保护机制紊乱造成的泪液分泌障碍性眼病，是眼科门诊中最常见的眼科疾病之一，干眼症患者在干眼症初期不会有明显的症状，因此很多初期患干眼症的患者由于没有得到及时的检测和治疗导致干眼加重。
[0004]现如今，利用泪液作为疾病诊断指标的较为常用的商用方法之一是Schirmer试纸，Schirmer试纸通过检测泪液量的多少来判断是否患有干眼症。若想明确泪液中的组分含量，需要通过液相色谱
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质谱联用来检测。
[0005]由于人体的泪液具有相对低的生化浓度和极小的样品量，需要发展一种灵敏度高的分析技术来测定人体泪液成分。首先是免疫测定法，免疫测定是一种用抗体或抗体相关的试剂来确定样品成分的分析方法。Seifert等人开发了一种新型免疫测定方法，直接定量测定了人体泪液中的催乳素；Kelly等人报道了首个能够快速特异性地定性和定量测定人体泪液中内源性泪液蛋白质生物标志物的微流体均质免疫测定方法。在北美地区，临床医生通常使用基于免疫检测的MMP
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9快速诊断试剂盒去对干眼患者进行预诊断，若患者的泪液呈现MMP
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9阳性，原则上早期使用抗炎药物。但是这种试剂盒尚未进入中国，且只能用于定性检测，难以用于干眼患者病情的随访。对于免疫测定的方法，试剂盒造价过高，诊断疾
病单一。其次是色谱
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质谱法，Grus等人利用高效液相色谱分析和比较患有糖尿病和非糖尿病的干眼患者以及健康受试者的泪液中的蛋白质，并对数据进行多元统计分析，发现这三种样本存在显著性差异。Huang等人采用电喷雾辅助激光解吸电离质谱快速、灵敏地检测干燥泪液中的主要蛋白质。目前的临床和科学研究中，液相色谱
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质谱联用也是泪液分析的金标准，但是由于其设备庞大，测试复杂，从收集泪液至结果分析需要较长时间，极其不便。
[0006]近年来，随着半导体激光器技术、微型光纤光谱仪技术、光机加工技术以及计算机科学技术的发展，手持/便携式拉曼光谱仪快速发展，并有着极高的市场需求。国外在拉曼光谱领域有较深的技术积淀，其拉曼光谱仪相关技术处于世界的前列，也占据了我国拉曼光谱仪领域的大部分市场。在手持式和便携式拉曼光谱仪方面，必达泰克(BWTEK)、赛默飞(Thermo Fisher Scientific)、海洋光学(Ocean Optics)和日本理学(Rigaku)等国外厂家都已经推出相应的手持/便携式拉曼光谱仪，广泛应用于高校科研、安检安防、食品药品安全、环境保护和文物保护等领域。但是拉曼光谱在医学临床中的应用比较少，因为生物体液较为复杂，疾病标记物含量较低，导致拉曼光谱峰值较低，无法被检测出。
[0007]而SERS光谱由于其在生物复杂体系中的特有优势，在体液分析和疾病诊断中具有很好的应用前景。例如，Jung等人将银纳米线包覆在柔性基底中，对汗液中的甲基苯丙胺进行痕量检测以对身体状况进行实时的监控；南洋理工的Ling等人将银纳米方块在基底上自组装，对孕妇尿液中的孕酮含量进行检测来判断孕妇的流产风险；Tan等人通过在纸基上修饰石墨烯
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银纳米粒子，无标记检测血液中胆红素的含量。但是通常使用的表面增强拉曼基底多为硬质基底，导致取样和检测分开，操作的便捷性还有待提高，限制了该技术的推广应用。
[0008]现有技术中如公开号为CN113075188B的专利文献所提出的一体化泪液分离检测装置及其制备方法，该装置采用一种表面增强拉曼光谱检测基底，其包括基底以及在所述基底表面依次层叠设置的二氧化硅微球层、金溅射层和金纳米粒子层。该表面增强拉曼光谱检测基底的下半部分为无活性的空间性二氧化硅阵列，可以贮存生物蛋白等污垢，而表面由纳米粒子和金溅射层构成高强度、高密度的SERS活性区域，可绑定与金有强相互作用的物质。
[0009]现有技术中如公开号为CN111896522B的专利文献所提出的一种表面增强拉曼光谱检测基底及其应用，本专利技术通过对基底上的金属纳米粒子或金属微纳结构表面包裹第一介质层和第二介质层，既能有效隔绝金属纳米粒子或金属微纳结构与外界化学环境的直接接触，又能显著增强泪液的拉曼信号强度，有助于利用表面增强拉曼效应实现对人体眼部感染源的有效检测。
[0010]上述现有技术都对泪液检测用的表面增强拉曼光谱检测基底进行了一定程度的改进，但是现有技术仍需要采用常规的进行检测分析。常规的泪液成分检测仪是一种商用的基于液相色谱
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质谱联用(HPLC
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MS)的仪器，可以精确地分析泪液中各种疾病标记物的含量，对疾病进行诊断。但是此设备较大且昂贵，操作复杂，需要的泪液样本含量较大，检测时间较长，无法达到实时诊断的目的。因此，需要创建一种小型化、便携化、普及化以及智能化的泪液采集检测一体机，特异性识别泪液中的疾病标记物，对疾病做出早期诊断。
[0011]此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于专利技术人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝
非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于特异性识别修饰物的基底部，其特征在于，至少包括第一条带(120)，其能够对干眼症标记物特异性识别；第二条带(140)，其能够对过敏标记物特异性识别；其中，所述第一条带(120)包括修饰在纳米粒子层上的多肽序列；所述第二条带(140)包括修饰在纳米粒子层上的生物素。2.根据权利要求1所述的基于特异性识别修饰物的基底部，其特征在于，所述特异性识别修饰物至少包括能够特异性识别干眼症标记物的多肽序列，以及能够特异性识别过敏标记物的生物素，所述多肽序列设计为Cy3
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Lys
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Pro
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Leu
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Gly
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Leu
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Dap
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Ala
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Arg
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Cys
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SH，或Cy3
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Lys
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Pro
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Leu
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Gly
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Leu
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Dap
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Ala
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Arg
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Cys
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SH，所述多肽序列的特异性识别段Gly
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Leu在与所述干眼症标记物接触后能够从所述多肽序列中脱离；所述生物素设计为巯基标记Cy3
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生物素
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亲和素，所述生物素能够作为抗体与过敏标记物发生抗原抗体反应从而将过敏标记物捕捉。3.一种泪液检测系统，运用表面增强拉曼光谱技术对泪液进行检测分析，其特征在于，至少包括根据权利要求1所述的基底部(100)；以及检测部(200)，其用于分析所述基底部(100)上的泪液；所述基底部(100)将泪液中的疾病标记物根据特异性识别方式从采集区(110)引流至特定的条带，所述检测部(200)基于特异性识别后的条带上的拉曼散射信号变化对疾病进行定性和/或定量检测，其中，所述检测部(200)的第一光束(221)激发出所述基底部(100)...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯云，李金明，于昊哲，杨洲，
申请(专利权)人：北京大学第三医院北京大学第三临床医学院，
类型：发明
国别省市：