多通道液芯波导光流作用增强技术及癌症早期双标血检研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
61875091
项目类别：
面上项目
资助金额：
63.0万
负责人：
刘波
依托单位：
南开大学
学科分类：
F0511.生物、医学光学与光子学
结题年份：
2022
批准年份：
2018
项目状态：
已结题
起止时间：
2019-01-01 至2022-12-31

项目参与者：
宋彬彬；张旭；刘海锋；吴继旋；张旭；段少祥；杨承坤；吴长进；颜冬林；
关键词：
光流控液芯波导双标检测光学检测无标记

项目摘要

Cancer has always been a killer of human health. If we can make early diagnosis and adequate treatment, the cure rate of cancer will increase significantly. Therefore, early detection of cancer is an active research topic in the medical field. However, there are many kinds of cancer, and it is difficult to find specific markers in the blood. To solve this problem, our project intends to use the micro structure fiber microfluidic technology of DNA and Protein tumor markers in the blood and specific detection. The optical blood detection technology and traditional slice compared imaging and electrochemical methods, greatly reducing the patient's pain, and can greatly improve the accuracy and efficiency of early diagnosis of cancer. Based on this, the main research contents of our project include (1) Design and optimization of micro structure fiber microfluidic device. (2) Modification of tumor markers in fiber channel in microfluidic device. (3) Build functional type micro structure fiber microfluidic devices and the specific markers in different stages of cancer specific recognition detection. The research of our project has important physical meaning for the development of optical fiber optics and medical interdisciplinary. It has more important practical significance for early detection of cancer.

癌症一直以来都是人类健康的杀手，如果能够做到早期诊断和充分治疗，癌症的治愈率将会大幅提升，因此，癌症早期检测是医学领域的研究热点。然而，癌症种类繁多，在血液中难以找到特定标志物。针对这一问题，本项目拟利用微结构光纤微流控技术对血液中的DNA和蛋白质两种标志物同时进行特异性检测，这种全光血液检测技术与传统的切片成像和电化学方法相比，极大的减轻了患者的痛苦，且可大大提高癌症早期诊断的正确性和效率。基于此，本项目的主要研究内容包括（1）微结构光纤微流控器件的设计及优化（2）癌症标志物在光纤微流通道内的修饰（3）搭建功能型微结构光纤微流控器件并对不同癌症分期特定标志物进行特异性识别检测。本项目的研究对光纤光子学与医学交叉学科的发展具有重要的物理意义，对癌症早期检测具有更加重要的现实意义。

结项摘要

癌症一直以来都是人类健康的杀手，如果能够做到早期诊断和充分治疗，癌症的治愈率将会大幅提升，因此，癌症早期检测是医学领域的研究热点。然而，癌症种类繁多，在血液中难以找到特定标志物。针对这一难题，本项目提出了基于微结构液芯光纤的生物光流控技术，通过光纤复合多种生物功能化单元来实现并行生物光子调控的新方式，为新型高性能生化传感技术开辟了新的研究空间。本项目在光流作用机制及集成方式、微纳光纤微流控器件的纤内模式调控和导光机理、以及光纤表面功能化和特异性应用三个方面开展了一系列的创新性研究工作，实现了高度集成、高灵敏、微型化的光纤微流控器件及痕量生物分子检测应用，切实解决了制约光纤生化传感技术发展的多个关键科学问题，为基础医学研究及临床诊断提供了快速简便的方法，而且其微型化、灵敏、响应快等特点，在防疫排查、癌症筛查、健康监测等方面，具有广阔的应用前景。在四年的研究期间，我们在以上方面发表相关高水平期刊论文42篇，发表国际和国内学术会议论文2篇；申请并公开相关国家发明专利5项，项目资助期间授权发明专利4项；培养博士研究生9名（其中3名已毕业，6名在读），培养硕士研究生9名（其中5名已毕业，4名在读）。综上，我们全面完成了预期研究目标的要求。