用于检测生物标志物浓度的生物传感系统及其检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物检测技术领域，尤其涉及一种用于检测生物标志物浓度的生物传 感系统及其检测方法。
【背景技术】
[0002] 有机电致发光材料因其特殊的发光特性，已经应用于显示、成像等领域，随着生物 技术的发展，生物标记物蛋白、DNA、抗体、病毒、微生物、酶、农药等多种生物大分子的检测 方法不断更新。现有的检测方法通常是使用检测仪器，但是这些检测仪器存在体积大、检测 灵敏度低、价格昂贵、应用领域窄等缺点。目前，如何将生物分子转化为可级数放大的波动 电信号，如何实现高灵敏度、高选择性、高特异性、高通量复合型的检测是生物分子检测的 关键，因此，有必要将有机电致发光材料的发光特性应用于对生物大分子的检测领域，来解 决现有的检测方法存在检测成本高、检测灵敏度低、应用领域窄等缺点。
【发明内容】
[0003] 本发明的主要目的在于提供一种用于检测生物标志物浓度的生物传感系统及其 检测方法，能够提高对生物大分子的检测灵敏度。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供了一种用于检测生物标志物浓度的生物传感系统， 所述用于检测生物标志物浓度的生物传感系统包括有机电致发光元件、光接收模块、光电 信号转换模块，以及处理模块：
[0005] 所述光接收模块，用于接收所述有机电致发光元件所发出的光强信号，将所述光 强信号发送至所述光电信号转换模块；
[0006] 所述光电信号转换模块，与所述光接收模块连接，用于将所述光强信号放大并转 换成电信号，并将所述电信号转换成数字信号输出至所述处理模块；
[0007] 所述处理模块，与所述光电信号转换模块连接，用于根据所述数字信号的变化确 定待测生物标志物的浓度；
[0008] 所述有机电致发光元件包括发光本体，所述发光本体包括发光层，所述发光层由 有机电致发光材料制成；所述有机电致发光材料由以下通式（I )表示：
[0009] AB-C (I)
[0010] 式（I )中，A表示有机电致发光化合物分子，B表示官能团，AB表示A经B官能 团化后的产物；C通过B与A结合以获得有机电致发光材料。
[0011] 优选地，所述光接收模块为荧光检测器或磷光检测器。
[0012] 优选地，所述用于检测生物标志物浓度的生物传感系统还包括：
[0013] 聚光模块，设置在所述光接收模块前端，用于聚集所述有机电致发光元件所发出 的光强信号。
[0014] 优选地，所述发光层内设置有用于承载待测生物标志物的微通道，所述待测生物 标志物在所述微通道中流动。
[0015] 优选地，所述A为大环共轭有机化合物分子；所述B为含-OH、-SH、_CH0、-C00H、-S 0 3H、-NH2、-CH2-、RCO-中一种或几种的碳链结构。
[0016] 优选地，所述待测生物标志物中的抗原与所述通式（I )中的C结合。
[0017] 此外，为实现上述目的，本发明还提供一种用于生物标志物浓度的检测方法，所述 检测方法包括如下步骤：
[0018] 光接收模块接收有机电致发光元件的发光层与待测生物标志物结合后所发出的 光强信号，将所述光强信号发送至光电信号转换模块；
[0019] 光电信号转换模块将所述光强信号放大并转换成电信号，并将所述电信号转换成 数字信号输出至处理模块；
[0020] 处理模块根据所述数字信号以及所述有机电致发光元件发出的初始光强信号，确 定所述待测生物标志物的浓度。
[0021] 优选地，所述光接收模块接收并检测有机电致发光元件的发光层与待测生物标志 物结合后所发出的光强信号的步骤包括：
[0022] 在通电状态下，待测生物标志物在所述有机电致发光元件的发光层中的微通道中 流动，所述待测生物标志物中的抗原与所述发光层上的抗体结合；
[0023] 光接收模块接收有机电致发光元件发出的待测生物标志物中的抗原与发光层上 的抗体结合后的光强信号。
[0024] 优选地，所述处理模块根据所述数字信号以及所述有机电致发光元件发出的初始 光强信号，确定所述待测生物标志物的浓度的步骤包括：
[0025] 处理模块获取有机电致发光元件发出的初始光强信号，以及对应的初始浓度值；
[0026] 处理模块根据所述初始光强信号、初始浓度值、光电信号转换模块输出的数字信 号以及光强信号与浓度值的对应关系，确定所述待测生物标志物的浓度。
[0027] 优选地，所述生物标志物浓度的检测方法还包括步骤：
[0028] 聚光模块聚集所述有机电致发光元件所发出的光强信号。
[0029] 本发明通过光接收模块接收有机电致发光元件所发出的光强信号，将光强信号发 送至光电信号转换模块，通过光电信号转换模块将光强信号放大并转换成电信号，并将电 信号转换成数字信号输出至处理模块，处理模块根据数字信号的变化确定待测生物标志物 的浓度。将有机电致发光材料的发光特性应用于生物大分子检测领域，检测待测生物标志 物的浓度，从而拓宽了有机电致发光材料的应用领域，实现了高选择性、高特异性的检测， 并且提高了对生物大分子的检测灵敏度。
【附图说明】
[0030] 图1为本发明用于检测生物标志物浓度的生物传感系统第一实施例的功能模块 示意图；
[0031] 图2为本发明用于检测生物标志物浓度的生物传感系统的结构示意图；
[0032] 图3为本发明用于检测生物标志物浓度的生物传感系统第二实施例的功能模块 示意图；
[0033] 图4为本发明生物标志物浓度的检测方法第一实施例的流程示意图；
[0034] 图5为图4中SlO的细化流程示意图；
[0035] 图6为图4中S30的细化流程示意图；
[0036] 图7为本发明生物标志物浓度的检测方法第二实施例的流程示意图。
[0037] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0038] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0039] 本发明的主要目的在于解决现有的生物大分子的检测方法存在检测成本高、检测 灵敏度低、应用领域窄等缺点，本发明的创新点在于提供一种用于检测生物标志物浓度的 生物传感系统，能够将有机电致发光材料的发光特性应用于生物大分子检测领域，从而实 现上述目的。
[0040] 参照图1和图2,图1为本发明用于检测生物标志物浓度的生物传感系统第一实施 例的功能模块示意图；图2为本发明用于检测生物标志物浓度的生物传感系统的结构示意 图。
[0041] 在一实施例中，用于检测生物标志物浓度的生物传感系统包括有机电致发光元件 10、光接收模块20、光电信号转换模块30,以及处理模块40,其中：
[0042] 光接收模块20,用于接收有机电致发光元件10所发出的光强信号，将光强信号发 送至光电信号转换模块30;
[0043] 光电信号转换模块30,与光接收模块20连接，用于将光强信号放大并转换成电信 号，并将电信号转换成数字信号输出至处理模块40 ;
[0044] 处理模块40,与光电信号转换模块30连接，用于根据数字信号的变化确定待测生 物标志物的浓度；
[0045] 有机电致发光元件10包括发光本体100,发光本体100包括发光层101，发光层 101由有机电致发光材料制成；有机电致发光材料由以下通式（I )表示：
[0046] AB-C (I)
[0047] 式（I )中，A表示有机电致发光化合物分子，B表示官能团，AB表示A经B官能 团化后的产物；C通过B与A结合以获得有机电致发光材料。
[0048] 本实施例中，构成有机电致发光元件10的有机电致发光材料的上述通式中，A为 大环共轭有机化合物分子；B为包含于A上的官能团，可选择-OH、-SH、-CHO、-COOH、-S0 3H、 -NH2、-CH2、RCO-中的一种或几种。C表示抗体，待测生物标志物中的抗原，例如病毒、细菌、 酶、或生物标记蛋白等生物大分子会选择性地与C结合，发生相应的生物化学反应；当待测 生物标志物在有机电致发光元件10中流动时，其中的生物大