[发明专利]用于检测流体中分析物的多孔光纤

说明书

本发明涉及一种多孔光纤，该多孔光纤用于通过光学探测检测流体中的分析物。该光纤具有如在纵向方向上可见的第一端部和与第一端部相对的第二端部，以及在垂直于纵向方向的径向方向上界定该光纤的周向表面。该光纤包括芯，该芯适于支持在纵向方向上传播的至少一个光学模式，该芯具有在径向方向上界定该芯的周向界面。该光纤还包括孔，该孔从周向表面处的开口穿过周向界面进入光纤的芯中，其中开口的横截面尺寸被设定成以便防止流体的粒状级分进入该孔，同时允许分析物进入该孔。

技术领域

本发明在一个方面涉及一种多孔光纤，该多孔光纤用于通过光学探测来检测流体中的分析物。在另一个方面，本发明涉及一种系统，该系统用于检测流体中的分析物，该系统包括多孔光纤。在一个具体方面，流体是体液，诸如全血。在另一个具体方面，多孔光纤和包括多孔光纤的系统用于检测溶血，具体是全血样品中的溶血。

背景技术

在包含连续和不连续级分的复杂流体中检测分析物是一个具有挑战性但经常遇到的测量问题。通常，测量涉及样品制备步骤，包括例如通过过滤、沉淀和/或离心进行分离，以及使用对所关注分析物敏感的化学指示反应和/或物理相互作用进行后续检测测量步骤。这种背景下的一个复杂挑战通常是，特别是如果可用样品的体积较小，并且如果待分析流体非常复杂，要在不影响测量的情况下制备和呈现用于检测的适当样品。除此之外，在这种情况下，经常会在同一样品上确定多个参数，这对将用于检测分析物的给定测量与其他参数的测量进行集成施加了额外约束。

因此，需要一种允许选择性检测复杂流体中的分析物的高度敏感但简单快速的技术，该技术还适于与用于测定同一样品的多个参数的其他测量技术容易集成。此外，还需要所需的技术能够温和地分离、提取和/或分离分析物以进行检测测量，即不影响待分析的流体的剩余级分。

此类检测技术涉及各种行业，从食品行业到废水处理，再到制药应用和医疗设备，在这些行业中，已知的技术通常需要较大样品体积和耗时的分析程序。

应用这种测量技术的一个示例涉及检测患者血样中的分析物。该分析物可以是能够通过光来检测的血液分析(例如分光光度法)所用的实验室测试参数。作为一种干扰源，溶血可能会影响在血液参数分析仪中确定的多个血液参数的测量结果。忽视血液样品中的游离血红蛋白的水平可因此误导未意识到的人，故而基于受影响的血液参数值提供错误诊断。然而，可靠地确定存在于全血样品的血浆级分中的游离血红蛋白水平迄今为止涉及一个复杂的过程，该过程需要将血浆级分与细胞组分分离以及随后分析经分离的血浆级分。此类程序是耗时的，并且在有时仅极少样品可用的情况下，诸如在连续监测婴儿血液参数的新生儿护理中，此类程序是不容许的。用于测量存在于全血的血浆级分中的组分的其他方法涉及在通过例如微流体装置中的微滤技术将血浆级分与细胞组分分离之后，在微流体装置的专用测量中分析血浆级分。例如，由Archibong等人发表于Sensing and Bio-Sensing Research，2015年第3卷，第1-6页中的最新科学论文公开了一种用于对已从全血样品中分离的血浆级分进行光学分析的微型测量室。在这种类型的装置中，微型微流体室附接到光纤的接口。微流体室的底部由多孔膜组成，该多孔膜允许流体和化学化合物在装置内流动，与此同时滤除非期望的粒子。可在垂直入射的反射几何结构中通过单根光纤对接收滤液的微流体室的内部进行光学探测。

在另一个示例中，即在食品行业中的应用中，诸如在乳制品行业中，大多数传统的过滤和检测方法包括使用滤纸、筛子等来对残留物进行目视检查、光谱分析或细菌计数，这些方法具有上述缺点，即需要相对较大的样品体积并且涉及耗时的测量程序(这对样品不利)，而且与要在同一样品上执行的集成多参数测量不相容。在环境技术领域诸如废水分析和处理中也遇到了类似的挑战，在这些领域中，大多数传统的过滤和检测方法包括使用滤纸、筛子等来对残留物进行光谱分析和细菌计数。