光纤传感分子印迹在线检测生物样品中异丙酚的方法和光纤传感分子印迹在线检测装置

摘要

一种光纤传感分子印迹在线检测生物样品中异丙酚的方法和光纤传感分子印迹在线检测装置；该装置包括溶液试瓶、连接立管、抽吸泵、水平管、储液管、开关阀、光纤聚光仪、右连接管和左连接管。本发明结构合理而紧凑、方法简单易操作，能够实现连续、实时、在线、远距离监测从而使对生物样品中异丙酚的检测更加的简便、省时、准确；这不仅减少了生物样品中复杂成分的干扰而且大大提高了检测效率，使异丙酚生物样品的前处理和检测在数分钟内即可完成；利用光纤化学传感完成异丙酚的光信号传输，光纤的微细与弯曲性能不仅简化了仪器装置的刚性结构，而且使样品前处理和检测连续一次性完成，避免了现有方法中取样分析的分散不连贯和结果误差。

说明书

技术领域

本发明涉及生物体内异丙酚检测的技术领域，是一种光纤传感分子印迹在线检测生物样品中异丙酚的方法和光纤传感分子印迹在线检测装置。

背景技术

异丙酚（Propofol）即2，6-二异丙基苯酚，是一种静脉麻醉药，于1970年发现，1977年首次临床试验，1989年经FDA批准进入临床应用，因起效快、作用时间短、苏醒迅速等特性，被人称为“跨世纪”的新型静脉麻醉药。目前，被国内外广泛应用于临床麻醉及ICU镇静。

目前，异丙酚的生物样品检测多采用HPLC法，气相－质谱法，荧光光谱法等检测其浓度，这些方法多数是取样分析，即采集样品、样品前处理及样品分析检测均是分步进行的。取样分析只能提供时间点的药物浓度信息，数据数量有限，分散不连贯，容易造成信息丢失或偏移，特别是对于在十几分钟既可完成整个代谢过程超短效药物，不可能反映药物整个代谢过程的状况。取样检测流程复杂耗时，且在样品储存过程中，组成成分会发生变化，造成结果误差。

由于异丙酚生物样品多是血液样品，血液中的成分复杂，含有多种蛋白质和血液细胞，如处理不当则会直接影响样品测定的准确性和有效性，因此生物样品前处理是分析检测的瓶颈，是分析方法中的关键步骤。目前异丙酚生物样品前处理多采用蛋白沉淀法和液液萃取法。沉淀法会使异丙酚随蛋白共沉淀造成回收率低，结果误差大。液液萃取法用于提取血浆中异丙酚时，提取量与异丙酚浓度之间的线性关系不理想，在溶剂挥发过程中，且存在异丙酚随氮气流挥发的可能性，此方法复杂耗时，有机溶剂耗量大，在提取过程中常发生乳化现象及被测组分丢失等。

由于异丙酚在体内代谢速度快，使其必须连续输注，而代谢速度因个体差异又有所不同，因此渴望连续检测异丙酚的血药浓度。而上述现有技术很难实现连续检测。

发明内容

本发明提供了一种光纤传感分子印迹在线检测生物样品中异丙酚的方法和光纤传感分子印迹在线检测装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决取样检测流程复杂耗时，且在样品储存过程中，组成成分会发生变化，造成结果误差的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种光纤传感分子印迹在线检测装置，包括溶液试瓶、连接立管、抽吸泵、水平管、储液管、开关阀、光纤聚光仪、右连接管和左连接管；不少于三个的溶液试瓶的上端分别固定安装有连接立管，在抽吸泵的进液端固定安装有与抽吸泵的进液口相通的水平管，连接立管的上端分别与水平管连接在一起并相连通，在连接立管上固定安装有阀门，在抽吸泵的出液端固定安装有储液管，在储液管的下端固定安装有开关阀，在光纤聚光仪上有左右方向相通的安装孔，在安装孔内固定安装有石英管，石英管的右端通过右连接管与开关阀连接在一起，石英管的左端穿过安装孔并安装有左连接管，在光纤聚光仪的顶部和前侧分别有与安装孔相通的进光孔和出光孔。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述溶液试瓶可包括甲醇试瓶、蒸馏水试瓶和血浆样品试瓶；甲醇试瓶、蒸馏水试瓶和血浆样品试瓶间隔排列，在蒸馏水试瓶和血浆样品试瓶的连接立管的上端与水平管之间固定安装有三通转换阀。

上述左连接管的外端可连接有与左连接管相连通的废液收集瓶。

上述光纤聚光仪上的进光孔和出光孔上可分别固定安装有连接座；连接座包括座体、定位螺杆、外筒体和内筒体；在座体内有与内筒体和外筒体内腔相通的通孔，座体的内端与内筒体的外端固定在一起，座体的外端内侧与内筒体的内端外侧通过螺纹固定安装在一起，内筒体的外侧通过螺纹分别固定安装在进光孔和出光孔内，在内筒体内固定安装有光纤聚光探头，在座体和外筒体上有至少一个的径向孔，在径向孔内通过螺纹安装有能内外移动的定位螺杆。

上述外筒体内可固定安装有能被定位螺杆定位的光纤。

上述储液管与抽吸泵的出液端可通过上连接管连接并相通，储液管的下端与开关阀可通过下连接管连接并相通，上连接管和下连接管均为软管。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种利用上述的光纤传感分子印迹在线检测装置的光纤传感分子印迹在线检测生物样品中异丙酚的方法，其按下述步骤进行：首先将血浆样本、蒸馏水和甲醇分别装入血浆样品试瓶、蒸馏水试瓶和甲醇试瓶中，工作时，在储液管中填装设定量的异丙酚分子印迹聚合物；打开控制血液样品的三通转换阀，将抽吸泵开启，通过抽吸泵使血浆样本进入储液管中，此时开关阀处于关闭状态；当储液管中的样品高度至设定量时，关闭抽吸泵，使血浆样品不再流入储液管中；振摇储液管两分钟使聚合物与血浆样品充分接触，此时生物样品中的异丙酚会通过分子间作用力与印迹聚合物结合，将异丙酚分子嵌入预留空穴内，完成“捕捉”过程；之后关闭控制血浆样品试瓶的三通转换阀，打开控制蒸馏水试瓶的三通转换阀，同时将抽吸泵和开关阀开启，蒸馏水将生物样品中的包括血浆和蛋白质带走，而异丙酚分子会与聚合物牢固结合留在空穴内；然后关闭蒸馏水试瓶的三通转换阀并打开甲醇试瓶的三通转换阀，使甲醇流入储液管，高度至设定量时关闭抽吸泵，振摇储液管，异丙酚易溶于甲醇，通过振摇，异丙酚从空穴中被洗脱下来并溶于甲醇中，此时甲醇中异丙酚的量即是生物样品中异丙酚的含量。

本发明的技术方案之三是通过以下措施来实现的：一种利用上述的光纤传感分子印迹在线检测装置的光纤传感分子印迹在线检测生物样品中异丙酚的方法，其按下述步骤进行：首先将血浆样本、蒸馏水和甲醇分别装入血浆样品试瓶、蒸馏水试瓶和甲醇试瓶中，工作时，在储液管中填装约20mg异丙酚分子印迹聚合物；打开控制血液样品的三通转换阀，将抽吸泵开启，通过抽吸泵使血浆样本进入储液管中，此时开关阀处于关闭状态；当储液管中的样品高度至2mL时，关闭抽吸泵，使血浆样品不再流入储液管中；振摇储液管两分钟使聚合物与血浆样品充分接触，此时生物样品中的异丙酚会通过分子间作用力与印迹聚合物结合，将异丙酚分子嵌入预留空穴内，完成“捕捉”过程；之后关闭控制血浆样品试瓶的三通转换阀，打开控制蒸馏水试瓶的三通转换阀，同时将抽吸泵和开关阀开启，蒸馏水以6mL/min的流速将生物样品中的包括血浆、蛋白质等被带走，而异丙酚分子会与聚合物牢固结合留在空穴内；1分钟后关闭蒸馏水试瓶的三通转换阀并打开甲醇试瓶的三通转换阀，使甲醇流入储液管，高度至2mL时关闭抽吸泵，振摇储液管，异丙酚易溶于甲醇，通过振摇，异丙酚从空穴中被洗脱下来并溶于2mL甲醇中，此时甲醇中异丙酚的量即是生物样品中异丙酚的含量；将开关阀开启，此甲醇溶液流入光纤聚光仪的石英管中；异丙酚本身具有荧光特性，光源通过聚光片和滤光片产生波长为279nm的光，利用光纤23和光纤聚光探头将光照射到石英管上，样品中的异丙酚受到279nm光的激发而发射出300nm的光信号，再通过光纤将光信号输入检测器和数据处理系统，即得到荧光值，通过回归方程可知样品中异丙酚浓度,这样就完成了对生物样品中异丙酚的检测。

本发明结构合理而紧凑、方法简单易操作，由于异丙酚具有发射荧光的性质，利用光纤化学传感完成光电信号的传导，能够实现连续、实时、在线、远距离监测从而使对生物样品中异丙酚的检测更加的简便、省时、准确；这不仅减少了生物样品中复杂成分的干扰而且大大提高了检测效率，使异丙酚生物样品的前处理和检测在数分钟内即可完成；利用光纤化学传感完成异丙酚的光信号传输，光纤的微细与弯曲性能不仅简化了仪器装置的刚性结构，而且使样品前处理和检测连续一次性完成，避免了现有方法中取样分析的分散不连贯和结果误差。

附图说明

附图1为本发明最佳实施的主视结构示意图。

附图2为附图1的A-A向剖视放大结构示意图。

附图中的编码分别为：1为连接立管，2为抽吸泵，3为水平管，4为储液管，5为开关阀，6为光纤聚光仪，7为石英管，8为右连接管，9为左连接管，10为进光孔，11为出光孔，12为甲醇试瓶，13为蒸馏水试瓶，14为血浆样品试瓶，15为三通转换阀，16为废液收集瓶，17为座体，18为定位螺杆，19为外筒体，20为内筒体，21为光纤聚光探头，22为上连接管，22为光纤，23为上连接管，24为下连接管。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

实施例1，如附图1、2所示，该光纤传感分子印迹在线检测装置包括溶液试瓶、连接立管1、抽吸泵2、水平管3、储液管4、开关阀5、光纤聚光仪6、右连接管8和左连接管9；不少于三个的溶液试瓶的上端分别固定安装有连接立管1，在抽吸泵2的进液端固定安装有与抽吸泵2的进液口相通的水平管3，连接立管1的上端分别与水平管3连接在一起并相连通，在连接立管1上固定安装有阀门，在抽吸泵2的出液端固定安装有储液管4，在储液管4的下端固定安装有开关阀5，在光纤聚光仪6上有左右方向相通的安装孔，在安装孔内固定安装有石英管7，石英管7的右端通过右连接管8与开关阀5连接在一起，石英管7的左端穿过安装孔并安装有左连接管9，在光纤聚光仪6的顶部和前侧分别有与安装孔相通的进光孔10和出光孔11。

可根据实际需要，对上述光纤传感分子印迹在线检测装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，溶液试瓶包括甲醇试瓶12、蒸馏水试瓶13和血浆样品试瓶14；甲醇试瓶12、蒸馏水试瓶13和血浆样品试瓶14间隔排列，在蒸馏水试瓶13和血浆样品试瓶14的连接立管1的上端与水平管3之间固定安装有三通转换阀15。

如附图1所示，左连接管9的外端连接有与左连接管9相连通的废液收集瓶16。

如附图2所示，光纤聚光仪6上的进光孔10和出光孔11上分别固定安装有连接座；连接座包括座体17、定位螺杆18、外筒体19和内筒体20；在座体17内有与内筒体20和外筒体19内腔相通的通孔，座体17的内端与内筒体20的外端固定在一起，座体17的外端内侧与内筒体20的内端外侧通过螺纹固定安装在一起，内筒体20的外侧通过螺纹分别固定安装在进光孔10和出光孔11内，在内筒体20内固定安装有光纤聚光探头21，在座体17和外筒体19上有至少一个的径向孔，在径向孔内通过螺纹安装有能内外移动的定位螺杆18。

如附图2所示，外筒体19内固定安装有能被定位螺杆18定位的光纤22。

如附图1所示，储液管4与抽吸泵2的出液端通过上连接管23连接并相通，储液管4的下端与开关阀5通过下连接管24连接并相通，上连接管23和下连接管24均为软管；可通过震荡储液管4中的混合物，加快反应速度。

实施例2，该利用上述光纤传感分子印迹在线检测装置的光纤传感分子印迹在线检测生物样品中异丙酚的方法按下述步骤进行：首先将血浆样本、蒸馏水和甲醇分别装入血浆样品试瓶14、蒸馏水试瓶13和甲醇试瓶12中，工作时，在储液管4中填装设定量的异丙酚分子印迹聚合物；打开控制血液样品的三通转换阀15，将抽吸泵2开启，通过抽吸泵2使血浆样本进入储液管4中，此时开关阀5处于关闭状态；当储液管4中的样品高度至设定量时，关闭抽吸泵2，使血浆样品不再流入储液管4中；振摇储液管4 两分钟使聚合物与血浆样品充分接触，此时生物样品中的异丙酚会通过分子间作用力与印迹聚合物结合，将异丙酚分子嵌入预留空穴内，完成“捕捉”过程；之后关闭控制血浆样品试瓶14的三通转换阀15，打开控制蒸馏水试瓶13的三通转换阀15，同时将抽吸泵2和开关阀5开启，蒸馏水将生物样品中的包括血浆和蛋白质带走，而异丙酚分子会与聚合物牢固结合留在空穴内；然后关闭蒸馏水试瓶13的三通转换阀15并打开甲醇试瓶12的三通转换阀15，使甲醇流入储液管4，高度至设定量时关闭抽吸泵2，振摇储液管4，异丙酚易溶于甲醇，通过振摇，异丙酚从空穴中被洗脱下来并溶于甲醇中，此时甲醇中异丙酚的量即是生物样品中异丙酚的含量。

实施例3，该利用上述光纤传感分子印迹在线检测装置的光纤传感分子印迹在线检测生物样品中异丙酚的方法按下述步骤进行：首先将血浆样本、蒸馏水和甲醇分别装入血浆样品试瓶14、蒸馏水试瓶13和甲醇试瓶12中，工作时，在储液管4中填装约20mg异丙酚分子印迹聚合物；打开控制血液样品的三通转换阀15，将抽吸泵2开启，通过抽吸泵2使血浆样本进入储液管4中，此时开关阀5处于关闭状态；当储液管4中的样品高度至2mL时，关闭抽吸泵2，使血浆样品不再流入储液管4中；振摇储液管4 两分钟使聚合物与血浆样品充分接触，此时生物样品中的异丙酚会通过分子间作用力与印迹聚合物结合，将异丙酚分子嵌入预留空穴内，完成“捕捉”过程；之后关闭控制血浆样品试瓶14的三通转换阀15，打开控制蒸馏水试瓶13的三通转换阀15，同时将抽吸泵2和开关阀5开启，蒸馏水以6mL/min的流速将生物样品中的包括血浆、蛋白质带走，而异丙酚分子会与聚合物牢固结合留在空穴内；1分钟后关闭蒸馏水试瓶13的三通转换阀15并打开甲醇试瓶12的三通转换阀15，使甲醇流入储液管4，高度至2mL时关闭抽吸泵2，振摇储液管4，异丙酚易溶于甲醇，通过振摇，异丙酚从空穴中被洗脱下来并溶于2mL甲醇中，此时甲醇中异丙酚的量即是生物样品中异丙酚的含量；将开关阀5开启，此甲醇溶液流入光纤聚光仪6的石英管7中；异丙酚本身具有荧光特性，光源通过聚光片和滤光片产生波长为279nm的光，利用光纤23和光纤聚光探头21将光照射到石英管7上，样品中的异丙酚受到279nm光的激发而发射出300nm的光信号，再通过光纤22将光信号输入检测器和数据处理系统，即得到荧光值，通过回归方程可知样品中异丙酚浓度,这样就完成了对生物样品中异丙酚的检测。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。  

采用上述实施例3的试验过程：

1.1用实施例3检测血浆中异丙酚，此过程历时约为5分钟。

1.2 标准曲线的制备

将异丙酚标准液与血浆混合，配制成浓度分别为0.1，0.5，1.0，2.0，5.0，10.0，15.0μg/mL的血浆样品溶液，并按照2.1中的操作流程测定其荧光强度。数值见表1，得回归方程C=1.3074 F-9.3762，R²=0.9896。

1.3 血浆样品的检测

在新鲜血浆中分别加入0.5，2.5，5.0，10.0，25.0，50.0，75.0μg的异丙酚注射乳剂，振摇混合得血药浓度为0.1，0.5，1.0，2.0，5.0，10.0，15.0μg/mL的一系列样品，从加入异丙酚到检测样品有15min，这样可以使异丙酚与血浆中的成分结合而模拟真实状态。按照实施例3的操作流程进行实验并记录数据，结果如表2。

1.4 回收率试验

在新鲜血浆中加入25μg的异丙酚注射乳剂,使本底样品浓度为5μg/mL，分别加入异丙酚标准品1.0，5.0，25μg，并按照2.1中的操作流程测定其荧光强度并计算回收率，结果见表3。

2.1用实施例3检测全血中异丙酚，此过程历时约为5分钟。

2.2 标准曲线的制备

将异丙酚标准液与新鲜加肝素羊血混合，配制成浓度分别为0.1，0.5，1.0，2.0，5.0，10.0，15.0μg/mL的血液样品溶液，并按照2.1中的步骤测定其荧光强度，数值见表4，得回归方程C=2.0643 F-31.945，R²=0.9354。

2.3 全血样品的检测

在新鲜加肝素的羊血中分别加入0.5，2.5，5.0，10.0，25.0，50.0，75.0μg的异丙酚注射乳剂，振摇混合得血药浓度为0.1，0.5，1.0，2.0，5.0，10.0，15.0μg/mL的一系列样品，从加入异丙酚到检测样品有15min，这样可以使异丙酚与血液中的成分结合而模拟真实状态。按实施例3的操作流程进行实验并记录数据，结果如表5。

2.4 回收率试验

在新鲜加肝素的羊血中加入25μg的异丙酚注射乳剂，使本底样品浓度为5μg/mL，分别加入异丙酚标准品1.0，5.0，25μg，并按照2.1中的操作流程测定其荧光强度并计算回收率，结果见表6。

对于体内药物痕量分析来说，背景干扰大，很难保证有很好的线性和回收率。由于本发明方法在测定血浆及全血中异丙酚小浓度组回收率时，超过系统检测灵敏度，出现回收率偏差较大的现象，而在中、高浓度组仍有较高的灵敏度和准确度。

3与现有技术的对比试验结果比较

将上述试验过程中的异丙酚生物样品（血浆、全血）通过固相萃取后用HPLC法分析检测异丙酚的血药浓度，结果见表7,8,并与本发明的方法（即FOCS）比较。

经配对t检验（检验水准：α=0.05）两种方法测得的血浆及全血中的异丙酚浓度差异均无统计学意义（P＞0.05）。

本发明的方法实现了异丙酚生物样品的快速连续、在位前处理和分析检测，其结果差异却与HPLC法对比无统计学意义（P>0.05）。