[发明专利]激光辅助水凝胶微针阵列提取检测血液中生物标志物装置及其制备方法

说明书

本发明属于医学检查技术领域，具体公开激光辅助水凝胶微针阵列提取检测血液中生物标志物装置，包括水凝胶微针阵列和激光辐照装置，激光辐照装置辐照后再通过水凝胶微针阵列进行生物标志物的提取。该装置能够高效率提取生物标记物，通过水凝胶微针阵列吸水溶胀的特性，有效地从组织液中提取足够的生物标记物，同时水凝胶微针阵列对皮肤具有优良的生物安全性，不影响人体皮肤的正常功能，对真皮层下的生物标记物进行提取和检测，无痛、微创、快速检测疾病的生物标志物。

技术领域

本发明属于提取检测血液中生物标志物的医学检查技术领域，特别涉及激光辅助水凝胶微针阵列提取检测血液中生物标志物装置及其制备方法。

背景技术

现有技术中，血生化常规检查是医学检查中常见的一项检验项目，更是一种重要的发现潜在疾病的方式，其中，检测项目反映出人体器官功能中的多项重要指标：血脂、血糖、肾功能、肝功能等。很多疾病在患病早期无典型症状，但疾病相应的生物标志物指标异常，需要进行抽血检查才能发现，如糖尿病早期就是个典型案例，早期表现为血糖异常，还有痛风前期表现为血尿酸升高、血肌酐升高表示肾功能受损，以及血脂异常是导致心脑血管疾病的主要因素之一。疾病对应的循环生物标志物不仅能反映病理过程，在疾病预防、前期诊断、药物诊疗效果等方面也至关重要。

检测疾病特异性的循环生物标志物，在监测疾病发展、器官功能和药物疗效的过程中至关重要，而目前检测血液中生物标志物的常用技术一般是采血检测。例如以血液中的血糖、血尿酸、肌酐、谷丙转氨酶等为指标，且常常作为医疗方案的指导方针之一。但是，许多疾病初期难以发现，主要是因为健康或亚健康人自行去医院进行抽血检查的次数极少，抽血检查只在一般体检或身体出现异常症状后进行，从检查结果发现重要的生物标志物指标已超标。另一方面，传统的循环生物标志物的检测需由专业医务人员负责抽血采集，并对采集的血液样品进行专业处理、妥善保存，再进一步对待测循环生物标志物进行分析。抽血采集血液样品环节，不仅要求专业医务人员专业操作，存储以及后期处理分析，从样品的采集到分析和处理，如血液保存的温度和时间、凝血的时间和条件、蛋白酶抑制剂的添加需求、样品冻融循环次数等，任何一个环节处理不当都可能会对检测结果造成影响。此外，抽血需要根据受检者的自身生理情况与抽血依从性，例如：由于血管老化、血管硬化、结缔组织疏松、血流缓慢或循环血量不足带来穿刺不成功，造成中老年人抽血失败率偏高，导致用于检测的血液样品量不足，而穿刺不成功次数提高，穿刺次数增多，感染风险也会增加；对于受检者来说，采血针头会使受检者产生疼痛感或心理畏惧，对患者抽血的依从性有所影响。为了尽早发现、及时诊断，采取积极的措施对疾病进行防治，迫切需要开发一种不需采血、快速、灵敏和可靠的生物标志物分子检测技术。

近期，基于微针阵列(Microneedle Array)的微创技术被应用在进行组织液中的生物标志物检测领域，在没有额外血液采集和血液样品处理的情况下，利用微针阵列穿透皮肤角质层对皮下组织液检测血液中的生物标志物进行快速采集，经过表面修饰特异性抗体的微针阵列能够识别小鼠真皮中的循环病毒蛋白，可在不进行血液采集和样品处理的情况下检测生物标志物。但是，利用微针阵列提取皮下生物标记物，常常会遇到被测物提取量不足的问题，如：真皮层内的大部分生物标记物浓度太低，以致微针阵列无法将其捕获并进行检测。若要克服该缺陷，微针长度需要提高到能够穿透至真皮层下层，但真皮层中具有神经与微血管，当微针触及神经和微血管会导致使用者疼痛与流血，降低使用者对微针检测方法的依从性，也存在着感染的风险。此外，同一阵列中单个微针之间存在着巨大差异，主要是因为过长的微针穿透至真皮层下层，损坏了毛细血管，使得生物标记物泄漏。每个阵列中只有几个微针会破坏毛细血管，导致局部出血并显示出局部微针与生物标记物具有很强的结合能力，而阵列中其余的大多数微针只能捕捉到组织液中的少量的生物标记物或捕获不到，微针阵列捕获的均匀度太低导致难以在一个阵列中对生物标记物进行量化，而稳定地对单种生物标记物进行检测更无从谈起，因此，微针阵列检测技术检测的灵敏性仍有待提高，目前难以应用于实际诊断中。

发明内容