我所研制出高靈敏近紅外激光誘導熒光檢測器用于甲狀旁腺探測

原文地址：http://www.dicp.cas.cn/xwdt/kyjz/202204/t20220426_6439283.html

　　近日，我所微型分析儀器研究組（105組）耿旭輝研究員、關亞風研究員團隊與大連醫科大學附屬第二醫院田曉峰教授、張寧副教授團隊，大連海事大學理學院王桂秋教授團隊合作，在高靈敏近紅外激光誘導熒光檢測器（LIF）研制及其在甲狀旁腺探測中的應用方面取得新進展。

　　甲狀旁腺（PG）主要調控人體鈣磷平衡，大小約為3至8mm，術中辨認非常困難。因此，PG在頸部手術中有誤切或漏切的風險。目前，術中PG辨識主要依靠外科醫生經驗結合病理診斷。近年來，研究表明近紅外自熒光探測技術可無創、準確地辨識PG，具有較高的特異性和靈敏度。然而，目前臨床應用的探測儀因體積較大、自熒光發光機制不明等原因并未得到廣泛應用。

　　本工作中，合作團隊研制了高靈敏近紅外光纖式LIF并應用于PG探測。該團隊設計了20°夾角光纖探頭，減少了探測“盲區”和反射光的收集，相比于共線式集束探頭，靈敏度提高了53.4%，短期波動和長期漂移分別降低了61.1%和58.3%；在發射光路中增設二向色鏡模塊，基線和噪音分別降低了96.7%和92.1%，信噪比提高約9倍。該LIF對CF790染料的檢測下限為5.1×10^-14mol/L，比已報道的光纖式LIF低數百倍；將研制的LIF原理樣機應用于離體病變的PG樣本探測，準確率高于文獻報道平均水平。目前，合作團隊已研制出手持式PG探測器，未來將應用于術中原位PG探測辨別。本研究對推動光纖式LIF技術的發展和PG探測辨別具有重要意義。

　　耿旭輝、關亞風團隊長期從事高靈敏小型LIF及應用研究，采用小型、廉價的激光二極管替代激光器為光源、自主研制的硅基弱光探測器替代進口光電倍增管（PMT）探測熒光，研制出緊湊式共聚焦LIF，對熒光素檢測下限為3×10^-12M，功耗和開機平衡時間優于進口儀器（Talanta，2018）；用高亮度、長斯托克位移熒光探針標記的抗體進行免疫熒光標記，首次定量分析了單個白血病細胞中的active caspase3蛋白，檢測下限為7個分子（91pL檢測體積內）（Analytical Chemistry，2019）；設計了球面二向色反光鏡，將檢測池放置在球心而非常規的反光鏡的焦點上，對熒光素鈉檢測下限為1.5×10^-13M或8.9個熒光素鈉分子（98 pL檢測體積內）（Analytical Chemistry，2020）。

　　研究成果以“A Highly Sensitive Optical Fiber Based Near-infrared Laser Induced Fluorescence Detector (LIF) for Parathyroid Gland Detection”為題，發表在《傳感器和執行器B-化學》（Sensors and Actuators B: Chemical）上。該工作的第一作者是我所105組聯合培養碩士研究生段逸。以上工作得到了遼寧省“興遼英才計劃”青年拔尖人才、中國科學院青年創新促進會、國家自然科學基金等項目的資助。(文/段逸 圖/王傳亮)

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2022.131879