【技术实现步骤摘要】
本技术属于传感器领域的一种光传感器，具体涉及一种基于集成光波导传感器的溶血分析仪。
技术介绍
1、血液检测在现代医疗诊断和病理研究中起着核心作用。目前主流的血液检测方法有：直流电阻抗法(dc)、电阻抗和射频电导联合检测法、多角度激光偏振光散射检测法和采用图像分析的单纯细胞检测法。无论是哪种检测方法，都是由图像处理入手，对图像进行像素分析进而得到结果，检测速度较慢且耗费算力较大。
2、在各种方式的血液检测中，全血检测在诊断中极为重要。但是，全血检测时常会受到溶血(hemolysis)的干扰。溶血是指红细胞破裂并将其内容物如血红蛋白释放到血浆中的一种现象。是世界各地医疗机构中血液分析仪和实验室血液分析设备的最大分析前误差来源，由其导致的不合格样本数占比高达39-69％，约比第二大原因(血样采集本身导致的误差)高5倍。
3、溶血的存在干扰了对血液中k和ca离子浓度等重要参数的检测。同时，在一些重大手术中，溶血现象也很常见，这给依靠血液检测来进行术中生命体征实时监测带来很大困扰。在创伤采集和血液样品制备的过程中，外伤性抽血和样本处理不当易产生外因性溶血。及时检测溶血的发生就显得十分重要。当前，最先进的溶血检测方案需要离心步骤来分离血浆和细胞且需要采集大量样本，这既耗时又耗费资源，也给患者带来了痛苦，还容易导致额外的分析错误。而且，离心步骤的存在使得整个检测设备非常复杂，不便于使用。
4、同时，为了满足血液检测的高灵敏度、即时、方便的要求，运用光感器检测的方法越来越受到关注。特别是硅基光波导传感器，因其
5、基于以上背景，现有溶血检测方法存在以下问题和不足：
6、(1)样品制备过程复杂，可能导致额外的分析误差；
7、(2)检测设备体积大，不可移动，操作繁琐；
8、(3)检测所需样品量大，检测速度慢。
技术实现思路
1、为了解决
技术介绍
中存在的问题，本技术的目的在于提出一种基于集成光波导传感器的溶血分析仪。分析仪通过检测光线经由样品覆盖的波导后被吸收的程度来检测血红蛋白含量，进而确定是否发生溶血。
2、本技术所采用的技术方案如下：
3、本技术公开了一种基于集成光波导传感器的溶血分析仪，包括石英衬底、沉积并附着于石英衬底上表面的集成光子波导、包裹在集成光子波导上方的纳米过滤器、紧贴放置于纳米过滤器上的微流控通道，集成光子波导包括中间螺旋型波导、与螺旋型波导的两侧相连的耦合光栅，微流控通道上开设的传感窗口对准纳米过滤器上开设的开口。
4、作为进一步地改进，本技术所述的螺旋型波导和耦合光栅采用相同的氮化硅材料，螺旋型波导为等间距等宽度的单条波导。
5、作为进一步地改进，本技术所述的纳米过滤器与集成光子波导平行紧贴放置，纳米过滤器开口部分对应于集成光子波导的螺旋型波导部分。
6、作为进一步地改进，本技术所述的纳米过滤器开设有若干开口，开口口径为150-450nm，开口之间的间距300-900nm。
7、作为进一步地改进，本技术所述的开口为圆形或正方形或菱形或三角形，若干开口形成孔洞阵列。
8、作为进一步地改进，本技术所述的与纳米过滤器开口接触的微流控通道ⅲ的传感窗口的尺寸为1-2mm，微流控通道ⅲ的表面开设有注入口和清洗液出口，口径均为0.4-0.7mm。
9、作为进一步地改进，本技术所述的溶血分析仪的尺寸为2-3mm。
10、作为进一步地改进，本技术所述的微流控通道放置于纳米过滤器开口正上方，微流控通道ⅲ的传感窗口对准纳米过滤器上的开口或孔洞阵列。
11、本技术还公开了一种基于集成光波导传感器的溶血分析仪的制备方法，包括如下步骤：
12、1)清洗石英衬底并利用等离子增强化学气相沉积法沉积氮化硅薄膜；
13、2)采用紫外曝光在光刻胶上得到螺旋线波导1图案和耦合光栅2图案结构；
14、3)采用反应离子刻蚀(reactive-ionetching，rie)选择性刻掉氮化硅，把螺旋线波导图案和耦合光栅图案转移到氮化硅薄膜上；
15、4)清洗剩余的光刻胶，得到螺旋型波导和耦合光栅，完成集成光子波导的制造；
16、5)再次利用等离子增强化学气相沉积法(plasma-enhancedchemicalvapordeposition，pecvd)沉积氧化硅上包层；
17、6)采用电子束光刻在相应位置的电子胶上得到纳米过滤器的开口图案；
18、7)再次使用反应离子刻蚀(reactive-ionetching，rie)选择性刻掉氧化硅，清洗剩余的残胶，在氧化硅上包层得到完成开口的纳米过滤器；
19、8)制作微流控通道，并开设传感窗口、清洗液出口和输入孔；
20、9)接着，对溶血分析仪本身进行测试，即引入led和ccd、通入样品，测试不同血红蛋白浓度下血浆对光场的吸收，待确定传感溶血分析仪复合技术指标后，进行机电封装，完成溶血分析仪的制备。
21、发生溶血时，溶血释放的血红蛋白会吸收在波导中传输的光，通过检测光被吸收的多少来表征溶血的程度。纳米过滤器(ⅱ)可以阻挡大颗粒的细胞与波导接触带来的干扰。微流控通道(ⅲ)使得待测全血样本可以与传感器接触。最终实现快速检测溶血是否发生和溶血发生的程度。
22、所述的纳米过滤器(ⅱ)与集成光子波导(ⅰ)平行紧贴放置，所述的纳米过滤器(ⅱ)开口部分对应于集成光子波导(ⅰ)的螺旋型波导(1)部分。本技术具有的有益的效果是：
23、(1)本技术采用瞬时吸收检测和血红蛋白过滤相结合的方法，血红蛋白过滤是通过一个集成的纳米过滤器(ⅱ)实现的。由此结构来实现简化样品制备过程，避免了样品制备过程带来的额外误差，从而提高检测的准确性。
24、(2)传感器的核心是片上集成光子波导(ⅰ)，基于片上光子集成技术，容易制造生产，设备体积小，制造成本低且可实现模块化组装。相较于现有检测仪器，解决了设备体积大、操作困难且不可扩展的问题；同时，利用集成光子波导传感的高灵敏度，可减小采血量，减轻病人痛苦。
25、(3)本项目中的溶血分析仪使用微流控通道(ⅲ)，检测时仅需使用数十至数百微升血，可以减少采样量，提高检测速度，降低被采样人痛苦。相较于现有检测方法，极大地提高了检测效率和时效性，可以为医疗检测提供更加准确及时的判断依据，同时提高治疗过程的舒适度。
26、本技术基于集成光波导传感器的溶血分析仪，充分利用了片上集成传感器高灵敏度的优点，又基于纳米过滤结构解决了样品处理的问题，具有加工简单，结构紧凑的特点，不仅能满足溶血分析的要求，而且可以作为大型血液分析设备的模块，具有拓展能力。
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1.一种基于集成光波导传感器的溶血分析仪，其特征在于：包括石英衬底(3)、沉积附着于石英衬底(3)上表面的集成光子波导(Ⅰ)、包裹在集成光子波导(Ⅰ)上方的纳米过滤器(Ⅱ)、紧贴放置于纳米过滤器(Ⅱ)上的微流控通道(Ⅲ)，所述的集成光子波导包括中间螺旋型波导(1)、与螺旋型波导(1)的两侧相连的耦合光栅(2)，所述的微流控通道(Ⅲ)经过纳米过滤器(Ⅱ)上开设的开口。
2.根据权利要求1所述的基于集成光波导传感器的溶血分析仪，其特征在于：所述的螺旋型波导(1)和耦合光栅(2)采用相同的氮化硅材料，所述的螺旋型波导(1)为等间距等宽度的单条波导。
3.根据权利要求1所述的基于集成光波导传感器的溶血分析仪，其特征在于：所述的纳米过滤器(Ⅱ)与集成光子波导(Ⅰ)平行紧贴放置，所述的纳米过滤器(Ⅱ)开口部分对应于集成光子波导(Ⅰ)的螺旋型波导(1)部分。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于集成光波导传感器的溶血分析仪，其特征在于：所述的纳米过滤器(Ⅱ)开设有若干开口(4)，开口(4)口径为150-450nm，开口之间的间距300-900nm。
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1.一种基于集成光波导传感器的溶血分析仪，其特征在于：包括石英衬底(3)、沉积附着于石英衬底(3)上表面的集成光子波导(ⅰ)、包裹在集成光子波导(ⅰ)上方的纳米过滤器(ⅱ)、紧贴放置于纳米过滤器(ⅱ)上的微流控通道(ⅲ)，所述的集成光子波导包括中间螺旋型波导(1)、与螺旋型波导(1)的两侧相连的耦合光栅(2)，所述的微流控通道(ⅲ)经过纳米过滤器(ⅱ)上开设的开口。
2.根据权利要求1所述的基于集成光波导传感器的溶血分析仪，其特征在于：所述的螺旋型波导(1)和耦合光栅(2)采用相同的氮化硅材料，所述的螺旋型波导(1)为等间距等宽度的单条波导。
3.根据权利要求1所述的基于集成光波导传感器的溶血分析仪，其特征在于：所述的纳米过滤器(ⅱ)与集成光子波导(ⅰ)平行紧贴放置，所述的纳米过滤器(ⅱ)开口部分对应于集成光子波导(ⅰ)的螺旋型波导(1)部分。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于集成光波导传感器的溶血分析仪，其特征在于：所述的纳米过滤器(...
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