用于檢測(cè)生物標(biāo)志物濃度的生物傳感系統(tǒng)及其檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于檢測(cè)生物標(biāo)志物濃度的生物傳 感系統(tǒng)及其檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 有機(jī)電致發(fā)光材料因其特殊的發(fā)光特性，已經(jīng)應(yīng)用于顯示、成像等領(lǐng)域，隨著生物 技術(shù)的發(fā)展，生物標(biāo)記物蛋白、DNA、抗體、病毒、微生物、酶、農(nóng)藥等多種生物大分子的檢測(cè) 方法不斷更新。現(xiàn)有的檢測(cè)方法通常是使用檢測(cè)儀器，但是這些檢測(cè)儀器存在體積大、檢測(cè) 靈敏度低、價(jià)格昂貴、應(yīng)用領(lǐng)域窄等缺點(diǎn)。目前，如何將生物分子轉(zhuǎn)化為可級(jí)數(shù)放大的波動(dòng) 電信號(hào)，如何實(shí)現(xiàn)高靈敏度、高選擇性、高特異性、高通量復(fù)合型的檢測(cè)是生物分子檢測(cè)的 關(guān)鍵，因此，有必要將有機(jī)電致發(fā)光材料的發(fā)光特性應(yīng)用于對(duì)生物大分子的檢測(cè)領(lǐng)域，來(lái)解 決現(xiàn)有的檢測(cè)方法存在檢測(cè)成本高、檢測(cè)靈敏度低、應(yīng)用領(lǐng)域窄等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于檢測(cè)生物標(biāo)志物濃度的生物傳感系統(tǒng)及其 檢測(cè)方法，能夠提高對(duì)生物大分子的檢測(cè)靈敏度。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于檢測(cè)生物標(biāo)志物濃度的生物傳感系統(tǒng)， 所述用于檢測(cè)生物標(biāo)志物濃度的生物傳感系統(tǒng)包括有機(jī)電致發(fā)光元件、光接收模塊、光電 信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，以及處理模塊：
[0005] 所述光接收模塊，用于接收所述有機(jī)電致發(fā)光元件所發(fā)出的光強(qiáng)信號(hào)，將所述光 強(qiáng)信號(hào)發(fā)送至所述光電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊；
[0006] 所述光電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，與所述光接收模塊連接，用于將所述光強(qiáng)信號(hào)放大并轉(zhuǎn) 換成電信號(hào)，并將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出至所述處理模塊；
[0007] 所述處理模塊，與所述光電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊連接，用于根據(jù)所述數(shù)字信號(hào)的變化確 定待測(cè)生物標(biāo)志物的濃度；
[0008] 所述有機(jī)電致發(fā)光元件包括發(fā)光本體，所述發(fā)光本體包括發(fā)光層，所述發(fā)光層由 有機(jī)電致發(fā)光材料制成；所述有機(jī)電致發(fā)光材料由以下通式（I )表示：
[0009] AB-C (I)
[0010] 式（I )中，A表示有機(jī)電致發(fā)光化合物分子，B表示官能團(tuán)，AB表示A經(jīng)B官能 團(tuán)化后的產(chǎn)物；C通過(guò)B與A結(jié)合以獲得有機(jī)電致發(fā)光材料。
[0011] 優(yōu)選地，所述光接收模塊為熒光檢測(cè)器或磷光檢測(cè)器。
[0012] 優(yōu)選地，所述用于檢測(cè)生物標(biāo)志物濃度的生物傳感系統(tǒng)還包括：
[0013] 聚光模塊，設(shè)置在所述光接收模塊前端，用于聚集所述有機(jī)電致發(fā)光元件所發(fā)出 的光強(qiáng)信號(hào)。
[0014] 優(yōu)選地，所述發(fā)光層內(nèi)設(shè)置有用于承載待測(cè)生物標(biāo)志物的微通道，所述待測(cè)生物 標(biāo)志物在所述微通道中流動(dòng)。
[0015] 優(yōu)選地，所述A為大環(huán)共軛有機(jī)化合物分子；所述B為含-OH、-SH、_CH0、-C00H、-S 0 3H、-NH2、-CH2-、RCO-中一種或幾種的碳鏈結(jié)構(gòu)。
[0016] 優(yōu)選地，所述待測(cè)生物標(biāo)志物中的抗原與所述通式（I )中的C結(jié)合。
[0017] 此外，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種用于生物標(biāo)志物濃度的檢測(cè)方法，所述 檢測(cè)方法包括如下步驟：
[0018] 光接收模塊接收有機(jī)電致發(fā)光元件的發(fā)光層與待測(cè)生物標(biāo)志物結(jié)合后所發(fā)出的 光強(qiáng)信號(hào)，將所述光強(qiáng)信號(hào)發(fā)送至光電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊；
[0019] 光電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將所述光強(qiáng)信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并將所述電信號(hào)轉(zhuǎn)換成 數(shù)字信號(hào)輸出至處理模塊；
[0020] 處理模塊根據(jù)所述數(shù)字信號(hào)以及所述有機(jī)電致發(fā)光元件發(fā)出的初始光強(qiáng)信號(hào)，確 定所述待測(cè)生物標(biāo)志物的濃度。
[0021] 優(yōu)選地，所述光接收模塊接收并檢測(cè)有機(jī)電致發(fā)光元件的發(fā)光層與待測(cè)生物標(biāo)志 物結(jié)合后所發(fā)出的光強(qiáng)信號(hào)的步驟包括：
[0022] 在通電狀態(tài)下，待測(cè)生物標(biāo)志物在所述有機(jī)電致發(fā)光元件的發(fā)光層中的微通道中 流動(dòng)，所述待測(cè)生物標(biāo)志物中的抗原與所述發(fā)光層上的抗體結(jié)合；
[0023] 光接收模塊接收有機(jī)電致發(fā)光元件發(fā)出的待測(cè)生物標(biāo)志物中的抗原與發(fā)光層上 的抗體結(jié)合后的光強(qiáng)信號(hào)。
[0024] 優(yōu)選地，所述處理模塊根據(jù)所述數(shù)字信號(hào)以及所述有機(jī)電致發(fā)光元件發(fā)出的初始 光強(qiáng)信號(hào)，確定所述待測(cè)生物標(biāo)志物的濃度的步驟包括：
[0025] 處理模塊獲取有機(jī)電致發(fā)光元件發(fā)出的初始光強(qiáng)信號(hào)，以及對(duì)應(yīng)的初始濃度值；
[0026] 處理模塊根據(jù)所述初始光強(qiáng)信號(hào)、初始濃度值、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊輸出的數(shù)字信 號(hào)以及光強(qiáng)信號(hào)與濃度值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定所述待測(cè)生物標(biāo)志物的濃度。
[0027] 優(yōu)選地，所述生物標(biāo)志物濃度的檢測(cè)方法還包括步驟：
[0028] 聚光模塊聚集所述有機(jī)電致發(fā)光元件所發(fā)出的光強(qiáng)信號(hào)。
[0029] 本發(fā)明通過(guò)光接收模塊接收有機(jī)電致發(fā)光元件所發(fā)出的光強(qiáng)信號(hào)，將光強(qiáng)信號(hào)發(fā) 送至光電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，通過(guò)光電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將光強(qiáng)信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并將電 信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出至處理模塊，處理模塊根據(jù)數(shù)字信號(hào)的變化確定待測(cè)生物標(biāo)志物 的濃度。將有機(jī)電致發(fā)光材料的發(fā)光特性應(yīng)用于生物大分子檢測(cè)領(lǐng)域，檢測(cè)待測(cè)生物標(biāo)志 物的濃度，從而拓寬了有機(jī)電致發(fā)光材料的應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了高選擇性、高特異性的檢測(cè)， 并且提高了對(duì)生物大分子的檢測(cè)靈敏度。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1為本發(fā)明用于檢測(cè)生物標(biāo)志物濃度的生物傳感系統(tǒng)第一實(shí)施例的功能模塊 示意圖；
[0031] 圖2為本發(fā)明用于檢測(cè)生物標(biāo)志物濃度的生物傳感系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖3為本發(fā)明用于檢測(cè)生物標(biāo)志物濃度的生物傳感系統(tǒng)第二實(shí)施例的功能模塊 示意圖；
[0033] 圖4為本發(fā)明生物標(biāo)志物濃度的檢測(cè)方法第一實(shí)施例的流程示意圖；
[0034] 圖5為圖4中SlO的細(xì)化流程示意圖；
[0035] 圖6為圖4中S30的細(xì)化流程示意圖；
[0036] 圖7為本發(fā)明生物標(biāo)志物濃度的檢測(cè)方法第二實(shí)施例的流程示意圖。
[0037] 本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0039] 本發(fā)明的主要目的在于解決現(xiàn)有的生物大分子的檢測(cè)方法存在檢測(cè)成本高、檢測(cè) 靈敏度低、應(yīng)用領(lǐng)域窄等缺點(diǎn)，本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于提供一種用于檢測(cè)生物標(biāo)志物濃度的 生物傳感系統(tǒng)，能夠?qū)⒂袡C(jī)電致發(fā)光材料的發(fā)光特性應(yīng)用于生物大分子檢測(cè)領(lǐng)域，從而實(shí) 現(xiàn)上述目的。
[0040] 參照?qǐng)D1和圖2,圖1為本發(fā)明用于檢測(cè)生物標(biāo)志物濃度的生物傳感系統(tǒng)第一實(shí)施 例的功能模塊示意圖；圖2為本發(fā)明用于檢測(cè)生物標(biāo)志物濃度的生物傳感系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0041] 在一實(shí)施例中，用于檢測(cè)生物標(biāo)志物濃度的生物傳感系統(tǒng)包括有機(jī)電致發(fā)光元件 10、光接收模塊20、光電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊30,以及處理模塊40,其中：
[0042] 光接收模塊20,用于接收有機(jī)電致發(fā)光元件10所發(fā)出的光強(qiáng)信號(hào)，將光強(qiáng)信號(hào)發(fā) 送至光電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊30;
[0043] 光電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊30,與光接收模塊20連接，用于將光強(qiáng)信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成電信 號(hào)，并將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出至處理模塊40 ;
[0044] 處理模塊40,與光電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊30連接，用于根據(jù)數(shù)字信號(hào)的變化確定待測(cè)生 物標(biāo)志物的濃度；
[0045] 有機(jī)電致發(fā)光元件10包括發(fā)光本體100,發(fā)光本體100包括發(fā)光層101，發(fā)光層 101由有機(jī)電致發(fā)光材料制成；有機(jī)電致發(fā)光材料由以下通式（I )表示：
[0046] AB-C (I)
[0047] 式（I )中，A表示有機(jī)電致發(fā)光化合物分子，B表示官能團(tuán)，AB表示A經(jīng)B官能 團(tuán)化后的產(chǎn)物；C通過(guò)B與A結(jié)合以獲得有機(jī)電致發(fā)光材料。
[0048] 本實(shí)施例中，構(gòu)成有機(jī)電致發(fā)光元件10的有機(jī)電致發(fā)光材料的上述通式中，A為 大環(huán)共軛有機(jī)化合物分子；B為包含于A上的官能團(tuán)，可選擇-OH、-SH、-CHO、-COOH、-S0 3H、 -NH2、-CH2、RCO-中的一種或幾種。C表示抗體，待測(cè)生物標(biāo)志物中的抗原，例如病毒、細(xì)菌、 酶、或生物標(biāo)記蛋白等生物大分子會(huì)選擇性地與C結(jié)合，發(fā)生相應(yīng)的生物化學(xué)反應(yīng)；當(dāng)待測(cè) 生物標(biāo)志物在有機(jī)電致發(fā)光元件10中流動(dòng)時(shí)，其中的生物大