多种类病毒同时高通量自动检测仪制造技术

本发明专利技术公开了一种多种类病毒同时高通量自动检测仪，由温控器、自动转移装置、自动加料装置、激发光源阵列、光源滤光片、荧光滤光片、阵列光电检测器、数据处理显示与传输模块、USB供电接口等构成，集灭活、核酸提取、扩增及高通量检测于一体，可用于新冠、流感、非洲猪瘟、禽流感、埃博拉等各种病毒的高通量、多种类病毒同时检测。只需将待测样本放入仪器中，通过手机APP遥控，即可自动同时检测，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，能够同时检测多种病毒的海量样本，达到快速筛查的目的。

【技术实现步骤摘要】
多种类病毒同时高通量自动检测仪
本专利技术涉及医学检测仪器领域，特别涉及一种可实现多种病毒同时高通量检测的仪器。
技术介绍
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。面对突然激增的检测需求，迫切需要开发能够高通量快速检测及区分新冠和其他病毒的仪器和方法，以实现快速、准确诊断和分类治疗，及时控制疫情。
技术实现思路
本专利技术公开了一种可以实现多种类病毒同时高通量自动检测的仪器，该仪器包括灭活温控器1、自动转移装置2、扩增温控器3、自动加料装置4、激发光源阵列5、光源滤光片6、荧光滤光片7、透镜8、阵列光电检测器9、数据处理显示与传输模块10、USB供电接口11，如图1所示。预先将检测不同种类病毒用的相应核酸基因编辑技术(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高通量准确判读。只需将待测样本阵列放入进样口后，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高通量判断所有样本的核酸阴、阳性，并上传至云端进行大数据处理分析。该仪器包括样本高通量自动处理和高通量并行检测两大模块，其中的灭活温控器1、自动转移装置2、扩增温控器3、自动加料装置4构成检测仪的样本高通量自动处理模块，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2将待测样本转移到扩增温控器3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2将待测样本转移到高通量并行检测模块中；其中的高通量并行检测模块包括激发光源阵列5、光源滤光片6、荧光滤光片7、透镜8、阵列光电检测器9、数据处理显示与传输模块10，激发光源阵列5的光经过光源滤光片6后，照射到待测样本阵列上，测样本阵列被激发出的荧光透过荧光滤光片7，经透镜8聚焦后进入到阵列光电检测器9中各自相应的像元上，形成相应的电信号送入到数据处理显示与传输模块10中，经过数据处理显示与传输模块10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；将待测样本阵列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，待测样本阵列被自动转移装置2转移至已经加热到设定温度的扩增区温控器3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2将待测样本阵列转移至检测区与荧光分子的反应，使得待检测的核酸具有荧光功能，检测区的激发光源阵列5打开，发出的光通过光源滤光片6后，照射到待测样本阵列各单元上，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，透过荧光滤光片7，经透镜8聚焦后，进入到阵列光电检测器9中各相应的像元上转化成电信号，输送到数据处理显示与传输模块10，使显示器或手机app界面上显示各待测样本的检测结果，实现对不同种类病毒的高通量快速检测，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阵列光电检测器9相应的像元中，显示器或手机app界面上相应待测样本位置显示检测结果为“阴性”。所述的USB供电接口11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10，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，由灭活池及配套的灭活温控器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。待测样本阵列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，待测样本阵列通过自动转移装置2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3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。待测样本阵列到达扩增区域后，通过自动加料装置4加注扩增各自所需的试剂，然后自动进行扩增。扩增步骤完成后，待测样本阵列通过自动转移装置2转入到检测区域进行下一个步骤。当仪器的检测灵敏度足够高时，本扩增步骤可以省略、本模块可以去掉，直接从灭活区域自动转移到检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多种类病毒同时高通量自动检测仪，包括灭活温控器(1)、自动转移装置(2)、扩增温控器(3)、自动加料装置(4)、激发光源阵列(5)、光源滤光片(6)、荧光滤光片(7)、透镜(8)、阵列光电检测器(9)、数据处理显示与传输模块(10)、USB供电接口(11)，其特征在于：/n所述的的灭活温控器(1)、自动转移装置(2)、扩增温控器(3)、自动加料装置(4)构成检测仪的样本自动处理模块，待测样本进入到灭活温控器(1)上自动完成加热灭活及核酸提取后，通过自动转移装置(2)将待测样本转移到扩增温控器(3)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(2)将待测样本转移到检测模块中；/n检测模块包括激发光源阵列(5)、光源滤光片(6)、荧光滤光片(7)、、透镜(8)、阵列光电检测器(9)、数据处理显示与传输模块(10)；/n激发光源阵列(5)的光经过光源滤光片(6)后，照射到待测样本阵列上，待测样本阵列各样本被激发出的荧光透过荧光滤光片(7)，经透镜(8)聚焦后，进入到阵列光电检测器(9)中的各自像元上，形成相应的电信号送入到数据处理显示与传输模块(10)中；经过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】
20200227 CN 20201012350671.一种多种类病毒同时高通量自动检测仪，包括灭活温控器(1)、自动转移装置(2)、扩增温控器(3)、自动加料装置(4)、激发光源阵列(5)、光源滤光片(6)、荧光滤光片(7)、透镜(8)、阵列光电检测器(9)、数据处理显示与传输模块(10)、USB供电接口(11)，其特征在于：
所述的的灭活温控器(1)、自动转移装置(2)、扩增温控器(3)、自动加料装置(4)构成检测仪的样本自动处理模块，待测样本进入到灭活温控器(1)上自动完成加热灭活及核酸提取后，通过自动转移装置(2)将待测样本转移到扩增温控器(3)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(2)将待测样本转移到检测模块中；
检测模块包括激发光源阵列(5)、光源滤光片(6)、荧光滤光...

【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