近日，中國科學院大連化學物理研究所微型分析儀器研究組研究員耿旭輝和關亞風團隊與大連醫科大學附屬第二醫院教授田曉峰、副教授張寧團隊，大連海事大學理學院教授王桂秋團隊合作，在高靈敏近紅外激光誘導熒光檢測器（LIF）研制及其在甲狀旁腺探測中的應用方面取得新進展。
甲狀旁腺（PG）主要調控人體鈣磷平衡，大小約為3至8mm，術中辨認非常困難。因此，PG在頸部手術中有誤切或漏切的風險。目前，術中PG辨識主要依靠外科醫生經驗結合病理診斷。近年來，研究表明近紅外自熒光探測技術可無創、準確地辨識PG，具有較高的特異性和靈敏度。然而，目前臨床應用的探測儀因體積較大、自熒光發光機制不明等原因并未得到廣泛應用。
大連化物所研制出高靈敏近紅外激光誘導熒光檢測器用于甲狀旁腺探測
本工作中，合作團隊研制了高靈敏近紅外光纖式LIF并應用于PG探測。該團隊設計了20 夾角光纖探頭，減少了探測“盲區”和反射光的收集，相比于共線式集束探頭，靈敏度提高了53.4%，短期波動和長期漂移分別降低了61.1%和58.3%；在發射光路中增設二向色鏡模塊，基線和噪音分別降低了96.7%和92.1%，信噪比提高約9倍。該LIF對CF790染料的檢測下限為5.1 10-14mol/L，比已報道的光纖式LIF低數百倍；將研制的LIF原理樣機應用于離體病變的PG樣本探測，準確率高于文獻報道平均水平。目前，合作團隊已研制出手持式PG探測器，未來將應用于術中原位PG探測辨別。本研究對推動光纖式LIF技術的發展和PG探測辨別具有重要意義。
耿旭輝、關亞風團隊長期從事高靈敏小型LIF及應用研究，采用小型、廉價的激光二極管替代激光器為光源、自主研制的硅基弱光探測器替代進口光電倍增管（PMT）探測熒光，研制出緊湊式共聚焦LIF，對熒光素檢測下限為3 10-12M，功耗和開機平衡時間優于進口儀器（Talanta，2018）；用高亮度、長斯托克位移熒光探針標記的抗體進行免疫熒光標記，首次定量分析了單個白血病細胞中的active caspase3蛋白，檢測下限為7個分子（91pL檢測體積內）（Analytical Chemistry，2019）；設計了球面二向色反光鏡，將檢測池放置在球心而非常規的反光鏡的焦點上，對熒光素鈉檢測下限為1.5 10-13M或8.9個熒光素鈉分子（98 pL檢測體積內）（Analytical Chemistry，2020）。
研究成果以“A Highly Sensitive Optical Fiber Based Near-infrared Laser Induced Fluorescence Detector (LIF) for Parathyroid Gland Detection”為題，發表在《傳感器和執行器B-化學》（Sensors and Actuators B: Chemical）上。該工作的第一作者是大連化物所聯合培養碩士研究生段逸。以上工作得到了遼寧省“興遼英才計劃”青年拔尖人才、中國科學院青年創新促進會、國家自然科學基金等項目的資助。
