一种集成了病毒预处理结构的核酸图像荧光检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种集成了病毒预处理结构的核酸图像荧光检测装置，包括采样结构、核酸预处理结构、具有液滴驱动能力的微流控结构和荧光探测图像传感器结构；其中，核酸预处理结构包括样本稀释与扩散盒和离心分离与层析盒；具有液滴驱动能力的微流控结构中包括试剂容纳腔室和微流控芯片，微流控芯片为PDMS‑玻璃。本发明专利技术的有益效果是：可以实现一种常备化的病毒检测装置，实现呼气即可检验冠状病毒，降低检测成本，为基因测序设备的小型化，测序项目的普及化做出贡献，使得更多医院和检验所有条件、有市场开展基因测序业务，满足更多客户的需求，使更多的人可以负担基因测序花费，提升人民的医疗保健水平，且对于应对未来可能出现的疫情具有重大意义。

A fluorescence detection device of nucleic acid image integrated with virus preprocessing structure

【技术实现步骤摘要】
一种集成了病毒预处理结构的核酸图像荧光检测装置
本专利技术所属主要学科领域为：一级学科：电子与通信技术；二级学科半导体技术。所属关联学科领域为：一级学科：预防医学与公共卫生学；二级学科：流行病学。所属高新
为：生物与人口健康技术；所属高新技术子领域为：医疗仪器、设备与医学专用软件
，特别涉及一种集成了病毒预处理结构的核酸图像荧光检测装置。
技术介绍
对于大多数已知和未发现的冠状病毒，普通实时定量荧光PCR核酸检测试剂固然发挥了重要作用，但是受操作繁琐、耗时长、需集中送检等限制，并不能满足大量疑似患者、潜伏期携带者和无症状感染者等排查诊断的检测需求。患者拥至医院发热门诊，既造成医疗资源的无效占用，还极大地增加了交叉感染风险。将确诊手段推广至公共卫生医疗体系的末端(社区或家庭)，使医院的部分职能得到转移，对于构建未来更加有效的传染病防疫体系有着关键性的作用。开发一种具有核酸智能检测能力的低成本嵌入式物联网设备将是未来趋势，为公共卫生防疫事业提供更加有力、且具备“提前生产、快速部署、分散检测”特点的新型核酸检测的解决方案，有望实现未来冠状病毒传染事件中基因序列的快速发布与潜在感染者的本地化核酸检测能力快速部署，帮助医护人员和民众在家庭或社区对感染或疑似患者进行现场筛查，减少潜在感染者的聚集与交叉感染，快速实现核酸检测层次的确诊检验与病症初筛，助力疫病防控和公共卫生领域战略科技力量的提高和储备。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种集成了病毒预处理结构的核酸图像荧光检测装置，可以实现一种常备化的病毒检测装置，实现呼气即可检验冠状病毒。将降低检测成本，为基因测序设备的小型化，测序项目的普及化做出贡献，使得更多医院和检验所有条件、有市场开展基因测序业务，满足更多客户的需求，使更多的人可以负担基因测序花费，提升人民的医疗保健水平，且对于应对未来可能出现的疫情具有重大意义。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种集成了病毒预处理结构的核酸图像荧光检测装置，所述检测装置从吹气口向内依次包括采样结构、核酸预处理结构、具有液滴驱动能力的微流控结构和荧光探测图像传感器结构；其中，所述核酸预处理结构包括样本稀释与扩散盒和离心分离与层析盒；所述具有液滴驱动能力的微流控结构中包括试剂容纳腔室和微流控芯片，所述微流控芯片为PDMS-玻璃。所述具有液滴驱动能力的微流控结构为液滴驱动生物处理盒；所述荧光探测图像传感器结构为荧光图像检测盒。所述荧光图像检测盒主体为CMOS图像传感器。所述检测装置中包括蓝牙模组；所述液滴驱动生物处理盒和所述荧光图像检测盒上设置有激发光源。所述激发光源、所述液滴驱动生物处理盒和所述荧光图像检测盒从上到下依次排列，所述激发光源、所述液滴驱动生物处理盒和所述荧光图像检测盒间具有高耦合性。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术可以实现一种常备化的病毒检测装置，实现呼气即可检验冠状病毒。这种方法将降低检测成本，为基因测序设备的小型化，测序项目的普及化做出贡献，使得更多医院和检验所有条件、有市场开展基因测序业务，满足更多客户的需求，使更多的人可以负担基因测序花费，提升人民的医疗保健水平，且对于应对未来可能出现的疫情具有重大意义；多种装置共同构成的检测系统装置具有独立化、微型化和便携化等优点，可以实现患者本地化的病毒序列数字化，在移动设备端(如手机)实现与权威机构发布的新型冠状病毒序列进行比对，从而在家庭或社区医疗中心实现对不同序列病毒的特异性高效快速检测。应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本专利技术所要求保护内容的限制。附图说明参考随附的附图，本专利技术更多的目的、功能和优点将通过本专利技术实施方式的如下描述得以阐明，其中：图1示意性示出了本专利技术集成了病毒预处理结构的核酸图像荧光检测装置结构示意图；图2示意性示出了本专利技术微流控提取核酸芯片示意图；图3示意性示出了本专利技术系统集成示意图。图中：1、一次性呼气收集器2、样本稀释与扩散盒3、离心分离与层析盒4、电源模组5、激发光源6、液滴驱动生物处理盒7、荧光图像检测盒8、手机9、试剂容纳腔室10、微流控芯片11、图像传感芯片12、主机具体实施方式通过参考示范性实施例，本专利技术的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本专利技术并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本专利技术的具体细节。在下文中，将参考附图描述本专利技术的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。针对新型冠状病毒变异周期短、病毒序列短、传染性强等特点，结合面向DNA测序的CMOS工艺专用图像传感器芯片的发展趋势。本专利技术提出一种集成了病毒预处理结构的核酸图像荧光检测装置，该检测装置包括采样结构、核酸预处理结构、具有液滴驱动能力的微流控结构及荧光探测图像传感器结构(如图1所示)：采样结构：通过一次性呼气收集器1收集样本至检测装置中；呼出气体中包含的病毒核酸分子经过呼气收集器末端进入核酸预处理结构中；核酸预处理结构：由样本稀释与扩展盒2，及离心分离与层析盒3组成。分别实现特定核酸分子的沉淀富集与分离定层。将特定层级的液体析出，即完成核酸预处理过程；具有液滴驱动能力的微流控结构：液滴驱动生物处理盒6中包含大量微通道和相互独立的微腔室。微通道用于连接进出液口与微腔室，提供试剂移动的路径；微腔室用于容纳和固定核酸分子，作为核酸分子受激产生荧光的检测位点。采用诸如液滴驱动等方法实现对试剂流向的控制；荧光探测图像传感器结构：包括荧光图像检测盒7，主体为CMOS图像传感器，由感光像素阵列、外围行驱动电路与列读出电路，数模转换电路等组成。与将核酸分子受激产生的荧光光子信号转换为电子信号，再转换为电压信号与数字信号向外界传输。此外，该装置还包含有用于提供激发光的激发光源5，用于为液滴驱动生物处理盒6和荧光感知芯片等耗电装置供电的电源模组4以及用于与外界进行信息交互，实现操作控制和数据传输的蓝牙模组。本专利技术提供一种核酸预处理技术：对呼气样本进行预处理，包括但不限于样本制备、核酸提取、纯化、扩增等操作。探索基于离心装置或微流控实现的细胞DNA和蛋白质分离方法，实现样本中目标病毒纯化。同时，研究样本中病毒的灭活、提取与扩增条件，保证后续操作的顺利开展。采用微流控芯片10提取核酸技术可解决快速、避免污染等问题，相较于传统提取技术，微流控提取时间可缩短在10分钟内。图2为微流控提取核酸芯片示意图，芯片为PDMS-玻璃材质，使用等离子焰封装，使用玻璃珠在盐酸胍的辅助下提取核酸，胶带封住芯片的入口和出口防止盐酸胍溶液挥发，在使用时直接揭开胶带进行核酸抽提。系统集成技术：为保证荧光信号有足够的强度以及足够高的收集效率，应用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成了病毒预处理结构的核酸图像荧光检测装置，其特征在于，所述检测装置从吹气口向内依次包括采样结构、核酸预处理结构、具有液滴驱动能力的微流控结构和荧光探测图像传感器结构；/n其中，所述核酸预处理结构包括样本稀释与扩散盒和离心分离与层析盒；/n所述具有液滴驱动能力的微流控结构中包括试剂容纳腔室和微流控芯片，所述微流控芯片为PDMS-玻璃。/n

【技术特征摘要】
1.一种集成了病毒预处理结构的核酸图像荧光检测装置，其特征在于，所述检测装置从吹气口向内依次包括采样结构、核酸预处理结构、具有液滴驱动能力的微流控结构和荧光探测图像传感器结构；
其中，所述核酸预处理结构包括样本稀释与扩散盒和离心分离与层析盒；
所述具有液滴驱动能力的微流控结构中包括试剂容纳腔室和微流控芯片，所述微流控芯片为PDMS-玻璃。


2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述具有液滴驱动能力的微流控结构为液滴驱动生物处理盒；所述荧光探测图像传感器结构为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张盛，刘芃宇，张朝霞，陈豪，
申请(专利权)人：重庆信络威科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50