本發明專利技術涉及一種用于檢測體腔內環境狀態的傳感器探針（１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０）。傳感器探針（１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０）具有細長體（９），該細長體包括具有外耦合表面（１１）的光導（１），該外耦合表面（１１）是細長體（９）端面（３）的一部分且正對突出部（２２，４２，５２，６２）的反射表面，該傳感器探針還具有檢測由從光導（１）的外耦合表面（１１）反射的光導（１）中的光（３２）和從突出部（２２，４２，５２，６２）反射的光導（１）中的光（３３）組成的光的性質的光電檢測器，以及當與環境材料接觸時和／或當檢測環境改變時性質發生改變并被設置在細長體（９）的端面（３）與突出部（２２，４２，５２，６２）之間的水凝膠材料（２）。這樣，提供了一種傳感器探針（１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０），由于其的緊湊性其可被應用于體腔內以檢測和表征作為人體或者動物體狀態重要指示符以及水凝膠材料（２）對其產生響應的參數。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于檢測環境狀態的具有刺激敏感性水凝膠材料 的傳感器探針。
技術介紹
刺激敏感性水凝膠已經應用于致動器、傳感器、給藥和生物分離。 這些材料能夠可逆地響應對材料物理性質產生明顯的可測量影響的外部刺激.已知水凝膠對pH、離子濃度、溫度、溶劑成份和電壓敏感. 水凝膠還可被設計為當出現目標分子時膨脹。其可被構造為使得膨脹 量與所出現配體的濃度成比例.微創手術特征在于對人體或者動物體內部的檢查以例如內窺鏡或 者導管的裝置經身體的自然開口或者微小切口進行。人體或者動物體 內待測的重要參數為溫度和pH水平，這是因為這些參數是對患病組織 的重要指示符。另外，生物標記物例如酶、蛋白質、細胞因子、糖類 衍生物(如葡萄糖)和其它小分子還可有助于表征組織狀 態。在MLei等人于Ptw. 13thlnt. €enf, SeM state sensors, actuators and Microsystems, Korea, 2005第1824 - 1827頁的 An ultrasensitive chemical microsensor based on self-aligned drypatterned environmentally sensitive hydrogels 中公開了 一種基于環境敏感性水 凝膠致動懸臂梁的超靈敏化學微型傳感器.其中的水凝膠隨著pH或者 葡萄糖濃度的升高而膨脹并提升和偏轉懸臂.可通過各種感測技術例 如光學、壓阻或者壓電技術檢測該偏轉.已知傳感器的缺點在于其不 適合用于體腔內，這是因為其生物不相容，其被設置在硅襯底上以及需要單獨的系統以檢測懸臂的偏轉。
技術實現思路
本專利技術的一個目的在于提供一種用于檢測體腔內環境狀態的緊湊 傳感器探針.本專利技術由獨立權利要求限定.有利的實施例由從屬權利 要求限定.4通過根據本專利技術的用于檢測體腔內環境狀態的傳感器探針實現該 目的，所述傳感器探針包括一細長體，該細長體包括具有外輛合表面 的光導，該外耦合表面位于所述細長體的正對突出部的反射表面的第 一端上，所述傳感器探針還包括檢測由光導內從光導的外耦合表面反 射的光和光導內從突出部反射的光組成的光的性質的光電檢測器，以 及當與環境材料接觸時和/或當檢測環境改變時其性質發生改變且被設 置在所述細長體的第一端與突出部之間的水凝膠材料。這樣，提供了 一種傳感器探針，由于其緊湊性所述傳感器探針可被應用于體腔內以 檢測和表征作為人體或者動物體狀態重要指示符且水凝膠材料對其產生響應的參數，例如溫度或者pH.作為另一個實例，可通過利用水凝 膠材料能夠測量體腔內生物標記物的出現、消失或者濃度，該水凝膠 材料包括生物標記物結合部位并因此對專用生物標記物敏感.另一個 優勢在于包括光波導和光電檢測器的光檢測系統被集成至傳感器探 針，因此使其成為更加緊湊的裝置.光電檢測器例如可檢測其所接收 光的強度和/或相位。相位(包括由從光導外耦合表面反射的光和從光 機力換能器彈性部分反射的光組成的干涉圖案)的測量使得測量更加 準確，這是因為光的波長是測量基礎，并且是比光強度產生更準確測 量結果的參數.在根據本專利技術的傳感器探針的實施例中，突出部為彈性并且當和環 境材料接觸時和/或檢測環境改變時水凝膠材料適合于改變體積，因此 使得彈性突出部變形，水凝膠材料體積的改變使彈性突出部移動或者 變形，引起由光電檢測器所檢測的光的性質的改變.例如可采用其體 積對溫度或者pH敏感的水凝膠材料，由此提供了 一種能夠測量體腔內 溫度或者pH的傳感器探針.在根據本專利技術的傳感器探針的實施例中，突出部的至少一端被安裝 在細長體的笫一端并且至少部分地被水凝膠材料支撐.這樣，通過膨脹時移動突出部的一端并因此由于水凝膠材料的支撐功能使突出部彎 曲，水凝膠材料有利地既用作將突出部安裝在細長體上的安裝裝置又 用作檢測環境狀態改變的檢測裝置，在根據本專利技術的傳感器探針的實施例中，所述突出部為盤.這就允 許使用用于制造突出部的簡單、廉價的批處理，例如硅MEMS(微型 機電系統)制造技術.另外，盤的形狀減小了使用例如包括較鋒利邊沿的橋形結構時損傷人體或者動物體內部的風險。在另一個有利的實 施例中，水凝膠材料適合于當和環境材料接觸時和/或當檢測環境改變 時改變自身體積，并且所述盤被支撐并安裝在所述細長體的第一端上， 所述盤由包括水凝膠材料的環形支撐物支撐，從而形成封閉的空間區 域。這樣，通過當水凝膠膨脹時提升或者移動盤，水凝膠材料既用作 將盤安裝至細長體上的安裝裝置又用作檢測環境狀態改變的檢測裝 置。在根據本專利技術的傳感器探針的實施例中，水凝膠材料適合于當和環 境材料接觸時和/或當檢測環境改變時改變其光學性質，并且其中水凝 膠材料被設置在從突出部反射的光的路徑上。水凝膠材料光學性質的 改變造成被光電檢測器檢測的光性質的改變，這是因為一部分該光穿 透水凝膠材料。這樣傳感器探針中不發生變形或者位移，這一點使得 傳感器探針更加穩固。在根據本專利技術的傳感器探針的實施例中，突出部的至少一端被安裝 在外耦合表面外細長體的第一端上的剛性支撐物支撐.遠離外耦合表 面的彈性連接的一端上的剛性支撐物有利地將突出部可靠地安裝在細 長體上并使其處于突出部相對于光導外耦合表面的良好定義的相對位 置，而不影響外耦合和反射的光，在根據本專利技術的傳感器探針的實施例中，突出部包括在突出部的底 表面或者頂表面上至少部分涂敷反射材料的纖維材料.該實施例通過 使用例如光導和突出部相同的材料例如光纖材料能夠筒單制造傳感器 探針。通過在突出部的其中一個表面上添加反射涂層，反射光強度提 高，使得光電檢測器對反射光的檢測更加準確。反射材料的實例包括Pt、 Ag和Au。在根據本專利技術的傳感器探針的實施例中，傳感器探針還包括用于根 據光電檢測器的輸出信號計算環境狀態的處理邏輯電路.處理邏輯電 路還可位于傳感器探針外部，并且可經由一無線連接來實現傳感器探 針和任何外部設備之間的連接，其中傳感器探針適合于被無線連接至 任何外部設備。附圖簡介將參考附圖進一步解釋和描述本專利技術的這些和其它方面，其中附圖說明圖1為根據本專利技術實施例的傳感器探針端部的透視圖； 圖2和3為根據本專利技術實施例的傳感器探針端部的橫截面視圖； 圖4為根據本專利技術實施例的傳感器探針端部的透視圖； 圖5為根據本專利技術實施例的傳感器探針端部的透視圖，而圖6為其 橫截面視圖7a為根據本專利技術實施例的傳感器探針端部的透視圖，而圖7b 為其透視橫截面圖8為根據本專利技術實施例的傳感器探針端部的透視橫截面圖；以及圖9a為根據本專利技術實施例的傳感器探針端部的透視圖，而圖9b 為其透視橫截面這些附圖未按照比例繪制。 一般地，在附圖中相同的元件以相同的 附圖標記表示。具體實施例方式刺激敏感性水凝膠材料已經應用于致動器、傳感器、給藥、生物分 離以及生物醫藥。這些材料能夠可逆地響應對材料性質產生明顯的可 測量影響的外部刺激，已知水凝膠對pH、離子濃度、溫度、溶劑成份 和電壓敏感.這些參數可造成相、形狀、結構、折射率、識別率或者 滲透率的改變，這些改變隨后可反轉過來以使材料恢復至其原始狀態。 刺激敏感性水凝膠材料還可與酶、仿蛋白質、和抗體結合以設計可控 制致動器，這些水凝膠材料已經被示出當添加目標分子時發生膨本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于檢測體腔內環境狀態的傳感器探針（１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０），該傳感器探針（１００，１１０，１２０，１３０，１４０，１５０）包括： －細長體（９），該細長體包括具有外耦合表面（１１）的光導（１），該外耦合表 面作為細長體（９）的端面（３）的一部分且正對突出部（２２，４２，５２，６２）的反射表面（２３，２５，５３）； －光電檢測器，檢測由光導（１）中從光導（１）的外耦合表面（１１）反射的光（３２）和光導（１）中從突出部（２２，４２，５２，６ ２）反射的光（３３）組成的光的性質；以及 －水凝膠材料，當與環境材料接觸時和／或當檢測環境改變時其性質發生改變并被設置在細長體（９）的所述端面（３）與突出部（２２，４２，５２，６２）之間。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】EP 2007-5-29 07109095.51.一種用于檢測體腔內環境狀態的傳感器探針(100，110，120，130，140，150)，該傳感器探針(100，110，120，130，140，150)包括-細長體(9)，該細長體包括具有外耦合表面(11)的光導(1)，該外耦合表面作為細長體(9)的端面(3)的一部分且正對突出部(22，42，52，62)的反射表面(23，25，53)；-光電檢測器，檢測由光導(1)中從光導(1)的外耦合表面(11)反射的光(32)和光導(1)中從突出部(22，42，52，62)反射的光(33)組成的光的性質；以及-水凝膠材料，當與環境材料接觸時和/或當檢測環境改變時其性質發生改變并被設置在細長體(9)的所述端面(3)與突出部(22，42，52，62)之間。2. 根據權利要求1的傳感器探針(100， 110， 130， 140),其 中所述突出部(22， 42)為彈性的并且其中所述水凝膠材料(2)適合 于當和環境材料接觸時和/或當檢測環境改變時改變其體積，從而使得 所述彈性突出部(22， 42)變形。3. 根據權利要求1的傳感器探針(100， 140)，其中所述突出 都(22， €2)的至少一^t^裝在細長缽(9)的所述端面UU并 至少部分地被所述水凝膠材料(2)支撐。4. 根據權利要求1的傳感器探針(140， 150)，其中所述突出 部(42， 62)為盤.5. 根據權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：BHW亨德里克斯，S德拉迪，R庫爾特，JF休弗，
申請(專利權)人：皇家飛利浦電子股份有限公司，
類型：發明
國別省市：NL[荷蘭]
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