一种高灵敏度的病毒快速检测仪制造技术

本发明专利技术公开了一种高灵敏度的病毒快速检测仪，由灭活、扩增、反应区域及配套的温控器和自动转移、自动加料装置、LED激发光源、光电检测器、光学元件、数据处理显示与传输模块、USB供电接口等组成，可用于新冠、非洲猪瘟、禽流感、埃博拉等各种病毒的快速准确检测。只需将待测样本放入仪器中，通过手机APP遥控，即可自动进行“灭活”和“扩增”过程后，准确判定样本的阴、阳性，并自动发送至后台进行大数据云处理分析。该仪器操作简便、智能、安全、速度快、灵敏度高，大幅降低假阴性概率，还可结合远程诊断和大数据分析快速掌控局势。

A high sensitive rapid virus detector

【技术实现步骤摘要】
一种高灵敏度的病毒快速检测仪
本专利技术涉及医学检测仪器领域，特别涉及病毒的高灵敏度、快速检测仪器。技术背景目前抗疫一线主要采用RT_PCR检测和CT检查两种手段开展新冠病人检查。RT_PCR检测是金标准，但耗时较长、对专业仪器和人员的要求较高，因此造成了前期病毒检测的“堰塞湖”。另外还有多家公司开发出了新冠特异性抗体检测产品，正在临床检测验证。特异性抗体检测有很高的检测灵敏度和特异性，适合大面积筛查，是核酸检测的重要补充，但缺点是对感染者的早期诊断有一定局限性。CT属于临床诊断，也可为2019-nCoV肺炎的早期诊断及治疗提供重要依据，但胸部CT影像只是胸部X光(CT或胸片)的表现，这种阴影在各种肺病都可以出现，比如，病毒性肺炎、细菌性肺炎、支原体肺炎、肺部肿瘤、肺结核扩散期和矽肺都会出现，所以，只依据胸部CT影像作为诊断依据是有局限性的。同时CT容易产生交叉感染，必须要采取完全封闭的单独器具，检查一个病人，就需要进行一次要消毒，不光是机器，还包括工作人员的所有装备，消耗巨大。而且，CT对医生的要求较高，无法大面积开展，更无法判别无症状感染者，有很大局限性。目前新冠肺炎检测方式主要是针对病毒核酸的检测，核酸检测对操作要求高，检测时间相当长。而且因为各种原因，如咽拭子采样手法、部位，样本前处理过程，核酸试剂检测下线等问题，并不是所有疑似的患者都能准确的检测出结果，存在一定概率的假阴性，对于真是新型冠状病毒感染的病人，也不过只有30％至50％的阳性率。通过采集疑似病例咽拭子的办法，还是有很多假阴性。肺泡灌洗液检测病毒的阳性率高是因为，与上呼吸道相比，这个病毒更容易感染肺。然而，肺泡灌洗液检测操作麻烦，病人痛苦。必须要做局部麻醉的纤维支气管镜才能取出肺泡灌洗液，显然不可能给每个疑似患者都做这种检查，所以没有普遍应用的价值。“假阴性”病例不会被隔离，不会被收治，存在着在人群中继续传播病毒的风险。之所以存在那么多的假阴性，归根结底，还是灵敏度和准确性不够高。因此，迫切需要开发能够快速、高灵敏度检测新冠病毒的仪器和方法。
技术实现思路
本专利技术公开了一种可以高灵敏度快速检测待测病毒的仪器，该仪器包括灭活温控器1、扩增温控器2、自动转移装置3、自动加料装置4、激发光源5、光源滤光片6、分色镜7、检测器滤光片8、光电检测器9、光源滤光片10、光电检测器11、数据处理显示与传输模块12、USB供电接口13，如图1所示。预先将检测用的核酸基因编辑技术(Clusteredregularlyinterspacedshortpalindromicrepeats,CRISPR)检测试剂置于测试装置中，将待测病毒核酸检测方法的灭活、等温扩增、特异性标记过程整合为一体，并通过高灵敏光电检测手段进行准确判读。只需将待测样本放入进样口后，通过手机设置参数开始检测，仪器将自动进行灭活、扩增和反应等所有过程，最终通过高灵敏荧光检测来判断样本的核酸阴、阳性，并上传至云端进行大数据处理分析。该仪器包括样本自动处理和高灵敏度检测两大模块，其中的灭活温控器1、扩增温控器2、自动转移装置3、自动加料装置4构成检测仪的样本自动处理模块，使待测样本进入到灭活温控器1上自动完成加热灭活后，通过自动转移装置3将待测样本转移到扩增温控器2上，通过自动加料装置4加料后自动进行扩增过程，完成后再通过自动转移装置3将待测样本转移到高灵敏度检测模块中；其中的高灵敏度检测模块由激发光源5、光源滤光片6、分色镜7、检测器滤光片8、光电检测器9、光源滤光片10、光电检测器11、数据处理显示与传输模块12构成。激发光源5的光经过光源滤光片6后，被分色镜7反射到待测样本上，待测样本被激发出的荧光透过分色镜7，透过检测器滤光片8后进入到光电检测器9中，形成相应的电信号送入到数据处理显示与传输模块(12)中；激发光源5的光经过光源滤光片10后，进入光电检测器11中，形成相应的电信号送入到数据处理显示与传输模块12中，与光电检测器9输入的电信号一起经过数据处理显示与传输模块12处理后形成结果显示出来，并将结果上传至后台或云端。本专利技术仪器的基本操作过程及原理如下：首先，下载安装好“移动核酸检测”手机app程序，然后给检测仪接通电源，在手机设置中点击设备连接选项，选择蓝牙开启，搜索并选择检测设备，输入配对密码并确定。分别设定好“灭活”、“扩增”、“检测”三大步骤的相关参数，或直接使用默认值；将待测样本通过进样口放入灭活区的温控器1中，盖上进样口的盖子。然后点击手机上的“开始检测”按钮开始检测，待测样本被加热到相应温度进行相应时间的灭活和核酸提取；接着，待测样本被自动转移装置3转移至已经加热到设定温度的扩增区温控器2中，通过自动加料装置4加入所需的试剂后开始扩增；扩增完成后再由自动转移装置3将待测样本转移至检测区并且进行与荧光分子的反应，使得待检测的核酸具有荧光功能，检测区的LED激发光源5打开，发出的光通过光源滤光片6后，被分色镜7反射到待测样本上，如果样本中有待测病毒核酸，则将激发出相应标记物的荧光信号，透过分色镜7以及检测器滤光片8后，进入到光电检测器9转化成电信号，输送到数据处理显示与传输模块12，使显示器或手机app界面上显示检测结果为“阳性”，实现高灵敏度的待测病毒检测，同时将结果上传到后台或云端进行大数据云处理分析；如果样本中没有待测病毒核酸，则没有荧光信号进入检测器9，显示器或手机app界面上显示检测结果为“阴性”。检测区的激发光源5还可透过光源滤光片10后进入到检测器11中，通过对激发光源的周期性调制，以及检测器9和检测器11的同步检测，利用数字锁相技术来进一步精确提取出同步的荧光信号，使灵敏度得到进一步提高，可以检测到浓度极低的来自病毒核酸的荧光信号，甚至有可能省掉费时的扩增过程，大幅缩短检测时间。所述的USB供电接口13可以通过USB线连接为检测仪供电。所述的数据处理显示与传输模块12，主要实现仪器的数据处理、显示及信号传输功能，可以是单片机加显示屏、电脑或手机加蓝牙装置，优选的，采用手机加蓝牙装置可以同时进行数据处理、显示、传输、定位等功能。其中的蓝牙装置是为了与手机建立通信，并由手机上安装的app来操控测试过程、显示结果及上报数据。所述的进样口是该检测仪普通测试人员唯一可以打开进样的窗口，样品由此处放入检测仪中，之后整个测试过程中不再开盖，以简化流程、实现智能化检测，并确保操作人员的安全和减小测试环境被核酸污染风险。所述的灭活区域在进样口下方，由灭活池及配套的温控器1构成，其中配套的温控器主要用于精确控制灭活区域的温度。测试样本通过进样口到达灭活区域后，首先自动进行灭活处理，对待测样本病毒进行灭活，并提取相应的核酸，灭活处理的温度和时间等参数可通过手机app设定或修改。灭活步骤完成后，测试样本通过自动转移装置3转入到扩增区域进行下一个步骤。所述的扩增区域与灭活区域相邻，由扩增池及配套的温控器2构成，与灭活区域属于各自独立可控的温区，提前按照手机app设置的参数使扩增区域到达相应温度条件，以节约测试时间。测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高灵敏度的病毒快速检测仪，包括灭活温控器(1)、扩增温控器(2)、自动转移装置(3)、自动加料装置(4)、激发光源(5)、光源滤光片(6)、分色镜(7)、检测器滤光片(8)、光电检测器(9)、光源滤光片(10)、光电检测器(11)、数据处理显示与传输模块(12)、USB供电接口(13)，其特征在于：/n所述的灭活温控器(1)、扩增温控器(2)、自动转移装置(3)、自动加料装置(4)构成检测仪的样本自动处理模块，使待测样本进入到灭活温控器(1)上自动完成加热灭活后，通过自动转移装置(3)将待测样本转移到扩增温控器(2)上，通过自动加料装置(4)加料后自动进行扩增过程，完成后再通过自动转移装置(3)将待测样本转移到检测模块中；/n其中的检测模块由激发光源(5)、光源滤光片(6)、分色镜(7)、检测器滤光片(8)、光电检测器(9)、光源滤光片(10)、光电检测器(11)、数据处理显示与传输模块(12)构成，激发光源(5)的光经过光源滤光片(6)后，被分色镜(7)反射到待测样本上，待测样本被激发出的荧光透过分色镜(7)，透过检测器滤光片(8)后进入到光电检测器(9)中，形成相应的电信号送入到数据处理显示与传输模块(12)中；激发光源(5)的光经过光源滤光片(10)后，进入光电检测器(11)中，形成相应的电信号送入到数据处理显示与传输模块(12)中，与光电检测器(9)输入的电信号一起经过数据处理显示与传输模块(12)处理后形成结果显示出来，并将结果上传至后台或云端。/n...

【技术特征摘要】
1.一种高灵敏度的病毒快速检测仪，包括灭活温控器(1)、扩增温控器(2)、自动转移装置(3)、自动加料装置(4)、激发光源(5)、光源滤光片(6)、分色镜(7)、检测器滤光片(8)、光电检测器(9)、光源滤光片(10)、光电检测器(11)、数据处理显示与传输模块(12)、USB供电接口(13)，其特征在于：
所述的灭活温控器(1)、扩增温控器(2)、自动转移装置(3)、自动加料装置(4)构成检测仪的样本自动处理模块，使待测样本进入到灭活温控器(1)上自动完成加热灭活后，通过自动转移装置(3)将待测样本转移到扩增温控器(2)上，通过自动加料装置(4)加料后自动进行扩增过程，完成后再通过自动转移装置(3)将待测样本转移到检测模块中；
其中的检测模块由激发光源(5)、光源滤光片(6)、分色镜(7)、检测器滤光片(8)、光电检测器(9)、光源滤光片(10)、光电检测器(11)、数据处理显示与传输模块(12)构成，激发光源(5)的光经过光源滤光片(6)后，被分色镜(7)反射到待测样本上，待测样本被激发出的荧光透过分色镜(7)，透过检测器滤光片(8)后进入到光电检测器(9)中，形成相应的电信号送入到数据处理显示与传输模块(12)中；激发光源(5)的光经过光源滤光片(10)后，进入光电检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆卫，郑伟波，王少伟，丁昆，张涛，
申请(专利权)人：中国科学院上海技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31