基于智能手机的荧光偏振检测系统

摘要： 本文展示了一种基于智能手机传感器的生物分子荧光偏振（FP）分析方法。通过测量分子运动性，FP检测技术能快速感知配体-分析物结合，因此基于FP的检测已广泛应用于临床快速诊断。我们采用3D打印的紧凑型支架和智能手机内置摄像头构建了FP检测装置。该系统通过同步检测平行于和垂直于激发光偏振方向的荧光强度，实现对偏振度的精确测量。样品荧光信号由激光或发光二极管激发后，经偏振分光棱镜按偏振方向分离，平行与垂直偏振的发射光分别投射至智能手机相机传感器芯片的两个不同区域。我们开发了定制软件应用程序，用于计算目标区域的平均强度并得出偏振度。通过测量不同粘度溶液中染料分子的偏振度验证了系统性能。作为生物分子检测实例，利用该系统开展了前列腺素E2的竞争性FP免疫检测，显示出1.57纳克/毫升的检测限。这种基于智能手机的FP检测平台还可用于资源有限环境中毒素、疾病生物标志物及病原体的检测。