一种基于金属有机骨架结构材料的呼气筛查癌症的方法技术

一种基于金属有机骨架结构材料的呼气筛查癌症的方法，包括：构建传感芯片，构建快速识别癌症的传感装置，采气，传感分析识别呼气样本。依次连接吹气嘴、单向阀、集气袋、流量计、传感芯片、抽气泵，吹气使集气袋充满气体，抽气泵缓慢抽气形成稳定气流通过芯片，芯片充分接触被测气体，充分反应2

【技术实现步骤摘要】
一种基于金属有机骨架结构材料的呼气筛查癌症的方法


[0001]本专利技术涉及重大疾病无创筛查，具体涉及一种基于金属有机骨架结构材料的呼气筛查癌症的方法。

技术介绍

[0002]癌症是对人类生命健康最大的威胁之一，由于癌症潜伏期无明显症状，且临床常用的影像学、病理学、镜检等诊断方法具有创伤性、价格昂贵、等待时间长等局限，致使目前确诊患者大都处于中晚期且幸存时间短。然而，癌症早期甚至潜伏期若能被发现，患者通过有意识地改善生活习惯、饮食结构、运动习惯以增强抗癌免疫力，可逆转或阻止癌变的发生。
[0003]当人体滋生癌症时，肿瘤细胞会产生某些特殊的化学成分这些标志性物质会排放到血液中，通过肺部交换，反映为呼气中可测量的高表达组分。
[0004]通过检测癌症患者与健康者呼气中具有显著差异的挥发物质的成分及含量，可判断癌症细胞的代谢情况及发病阶段。因此，研发一种无创、快速、准确、且成本低廉的癌症筛查方法，可填补对于癌症早期筛查和诊断的空白。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于金属有机骨架结构材料的呼气筛查癌症的方法，充分考虑癌症呼气临床样本影响因素，进一步完善特定标志物样本采集方法，提高检测的针对性，同时提升检测速度和准确度。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种基于金属有机骨架结构材料的呼气筛查癌症的方法，包括以下步骤：
[0008]S1：构建传感芯片
[0009]常温下，用毛细管蘸取金属有机骨架结构材料饱和液，点入无挥发性物质制作的透明狭长基座中(石英、玻璃、PVDF材料等)，使金属有机骨架结构材料吸附在基座中，密封基座后避光保存。
[0010]S2：构建快速采集识别癌症的传感装置
[0011]依次连接吹气嘴、单向阀、集气袋、流量计、传感芯片、抽气泵。
[0012]S3：采气
[0013]待采气人员深呼吸，均匀缓慢的吹出肺内气体，使集气袋充满气体。
[0014]S4：传感识别临床呼气样本
[0015]集气袋充满气体，压缩集气袋，增加气体密度，抽气泵缓慢抽气形成稳定气流通过芯片，芯片充分接触被测气体，充分反应2
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30分钟，芯片中的金属有机骨架结构材料与特定标志物发生反应，使特定标志物富集在芯片中，将芯片置入拉曼光谱仪中进行分析，根据得出的拉曼位移图显示出不同物质的峰值，同正常人峰值图以及不同阶段癌症病人峰值图比对，用于下一步分析判断。
[0016]进一步的，所述金属有机骨架结构材料(MOFs材料)可以使用包括但不限于扩散法、挥发法、超声合成法、固相反应法、离子液法、升华法、微波法、双相合成法等，通过调控配体上的官能团类型、替换金属盐种类和基团电子性质等形式，达到富集特定分子的特性。
[0017]进一步的，所述芯片可用一种金属有机骨架材料液滴测量一种或多种特定标志物，也可采用多种金属有机骨架材料液滴行成阵列，测量一种或多种特定标志物。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0019]本专利技术的一种基于金属有机骨架结构材料的呼气筛查癌症的方法，首次采用金属有机骨架结构材料作为癌症检测的传感芯片，运用金属有机骨架结构材料针对特定分子富集的可调控设计特性，从复杂气体背景中筛选出特定气体分子，重点富集特定气体分子，解决了在呼气中复杂干扰项过多的问题，有效的提升了检测速度和准确度；利用拉曼增强效应，首次采用拉曼光谱仪进行癌症标志物检测和识别，通过对拉曼光谱指纹图谱、位移图、离子浓度图等参数判断，实现对癌症标志物的精准识别和含量分析。相对于目前使用气相色谱仪或质谱仪进行分析的方式，减少了繁琐的分析前准备工作，避免了气象色谱仪或质谱仪分析所有物质的情况，大大减少了分析工作量和分析时间。本方法同时不但可以识别出目标标志物的有无，还可以进行定量分析，不同于质谱仪的半定量分析，采集结果可作为癌症早中晚期的判断依据。本专利技术的一种基于金属有机骨架结构材料的传感装置具有良好的准确度，可广泛用于癌症疾病的无创筛查、诊断以及术后监测。
附图说明
[0020]图1本专利技术实施例中的一种基于金属有机骨架结构材料的呼气筛查癌症的芯片示意图；
[0021]图2本专利技术实施例中的一种基于金属有机骨架结构材料的呼气筛查癌症的传感装置示意图；
[0022]图3本专利技术实施例中的呼气传感原理图；
具体实施方式：
[0023]下面参照附图对本专利技术做进一步描述。
[0024]实施例
[0025]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做简要说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。
[0026]传感芯片构建方法如下：
[0027]常温下，用毛细管蘸取金属有机骨架结构材料MIL
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100(Fe)替换20％金属离子后形成的金属有机骨架结构材料MIL
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100(Fe
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Cr)饱和液10微克，间距15毫米点在玻璃基座中，重复直至形成6个液膜，使金属有机骨架结构材料吸附在基座中，吹氮气干燥，密封基座后避光保存。
[0028]呼气的采集方法如下：
[0029]1)男女不限；
[0030]2)采气前48小时禁止熬夜，
[0031]3)采气前8小时禁止剧烈运动
[0032]4)采气前12小时禁止吃辛辣刺激性食物，不吸烟，不饮用各类饮料及酒类；
[0033]5)空腹6小时候采气
[0034]6)采气前深呼吸，通过吹气嘴向1L集气袋内呼出肺内气体，直至集气袋充满；
[0035]7)服用药物会对结果产生影响，服用药物后不采气
[0036]如图1所示，传感芯片基座由玻璃制成，两侧分别设有进气口和出气口，形成狭长气体通道，气体通过通道时与内部金属有机骨架结构材料发生反应.
[0037]如图2所示，传感芯片玻璃基座设有进气口及出气口，进气口连接1L集气袋和流量计，出气口连接抽气泵，抽气泵缓慢抽取气体形成稳定气流，结合流量计读数调整抽气快慢，使气体同底部金属有机骨架结构材料充分反应30分钟，抽出气体不大于0.8L。
[0038]如图3所示，传感方法原理图，采集的临床呼气样本同传感芯片发生富集反应，使金属有机骨架结构材料内富集特定肿瘤标志物(异丙醇、乙醛、苯、4
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乙基苯甲醛、丙酮、8
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乙基十五烷)，将芯片两端密封后置入拉曼光谱仪，通过拉曼光谱指纹图谱、位移图、离子浓度图等参数判断，实现对癌症标志物的精准识别和含量分析。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于金属有机骨架结构材料的呼气筛查癌症的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：构建传感芯片1)常温下，用毛细管蘸取金属有机骨架结构材料饱和液，点入无挥发性物质制作的透明狭长基座中(石英、玻璃、PVDF材料等)，使金属有机骨架结构材料吸附在基座中，密封基座后避光保存。S2：构建快速识别癌症的传感装置依次连接吹气嘴、单向阀、集气袋、流量计、传感芯片、抽气泵。S3：采气待采气人员深呼吸，均匀缓慢的吹出肺内气体，使集气袋充满气体。S4：分析识别集气袋充满气体，压缩集气袋，增加气体密度，抽气泵缓慢抽气形成稳定气流通过芯片，芯片充分接触被测气体，充分反应2
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30分钟，芯片中的金属有机骨架结构材料与...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClG零一N二一六五，
申请(专利权)人：陈鹏，
类型：发明
国别省市：