[发明专利]一种基于高分辨太赫兹技术的肿瘤标志物分子检测系统

说明书

本发明涉及一种基于高分辨太赫兹技术的肿瘤标志物分子检测系统，属于生物大分子检测领域。该系统包括高分辨太赫兹系统和数据分析处理系统；高分辨太赫兹系统用于采集待测样品的太赫兹光谱信息和太赫兹特征图像；数据分析处理系统是将待测样品的太赫兹光谱信息和太赫兹特征图像与建立的参考标准进行比对，通过分析光谱差异和识别图像中肿瘤标志物的拓扑结构，获取待测样品中所含肿瘤标志物的类别与含量信息。本发明系统能实现单分子水平肿瘤标志物的快速、准确检测。

技术领域

本发明属于生物大分子检测领域，涉及一种基于高分辨太赫兹技术的肿瘤标志物分子检测系统。

背景技术

肿瘤标志物是细胞在癌变过程中合成或者异常表达的生物活性分子，包括蛋白质、糖类及核酸等。大量研究表明，肿瘤标志物的定性和定量分析对于准确检测肿瘤的病理变化以及全面把握肿瘤的病理机制具有重要研究意义。目前，用于检测肿瘤标志物的方法主要包括免疫学法、核酸检测法及质谱法等。尽管这些方法具有一定的可操作性，但是它们的固有局限性限制了在实际检测中的应用，如：(1)由于早期肿瘤标志物的浓度较低，难以有效的精确检测；(2)检测周期较长，且容易出现假阳性和假阴性的情况。因此，发展一种能够准确、快速检测肿瘤标志物的新技术显得尤为重要。

太赫兹波(0.1-10THz)是近年兴起的一种前沿光学技术。在生物检测中具有以下优势：(1)单光子能量低，一般不会对生物样品产生光致电离；(2)大多数生物分子的骨架振动、转动、弯折以及分子间弱的相互作用力能级都处于太赫兹谱段，因此太赫兹波能够与所探测生物分子产生共振响应，从而获得所探测生物分子的特征谱线，进而对其结构和构象特征进行精准的解析；(3)太赫兹波对生物分子结构和构象的微小差别非常敏感，因而可以检测到生物分子的细微变化。传统太赫兹技术由于受到衍射极限的限制，空间分辨率只能达到亚毫米量级，无法满足对蛋白质、糖类及核酸等生物大分子准确检测的纳米级空间分辨率要求。

因此，目前亟需一种能够快速、准确检测单分子水平肿瘤标志物的太赫兹系统。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于高分辨太赫兹技术的肿瘤标志物分子检测系统，实现单分子水平肿瘤标志物的快速、准确检测。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于高分辨太赫兹技术的肿瘤标志物分子检测系统，包括：高分辨太赫兹系统7和数据分析处理系统8；

所述高分辨太赫兹系统7用于采集待测样品的太赫兹光谱信息和太赫兹特征图像；

所述数据分析处理系统8是将待测样品的太赫兹光谱信息和太赫兹特征图像与建立的参考标准进行比对，通过分析光谱差异和识别图像中肿瘤标志物的拓扑结构，获取待测样品中肿瘤标志物的类别与含量信息。

进一步，所述高分辨太赫兹系统7分为三种类型：透射式太赫兹近场系统、反射式太赫兹近场系统或散射式太赫兹近场系统；通过设置太赫兹源和太赫兹探测器之间的空间夹角α，实现样品的透射式、反射式或散射式检测，0＜α＜360°。

进一步，所述高分辨太赫兹系统7包括：纳米探针1、太赫兹源2、太赫兹探测器3、基底5和样品台6。

进一步，所述太赫兹源2用于辐射太赫兹波，包括但不限于光电导天线、光整流和光学差频器件以及自由电子激光器。。

进一步，所述基底5的材料是能够制备单分子水平肿瘤标志物样品的材料；对于反射式/散射式检测，基底的材料具备增强太赫兹反射的能力；对于透射式检测，基底的材料需能透过太赫兹信号。

进一步，所述的参考标准是建立的纯肿瘤标志物的综合特征信息，包括纯肿瘤标志物的太赫兹光谱信息和拓扑结构。

进一步，所述太赫兹光谱信息包括时域光谱的峰峰值和单侧峰高，以及频域光谱的幅值和相位。