一种适用于传染病核酸快速批量筛查的方法技术

本发明专利技术涉及集成传感器与电化学检测分析应用技术领域，特别涉及一种适用于传染病核酸快速批量筛查的方法，通过单独个体采样，将批量个体采样分别放入多路复用的智能化集成阵列电化学传感器的检测单元内同时进行核酸标志物电化学发光检测，若无发光信号，则该批样本通过；若有发光信号，则进行逐一单检，定位发光样本，确定阳性人员。所述集成阵列电化学传感器包括微样本电化学储存平台、集成电路板与集成控制单元；所述微样本电化学储存平台包括若干个独立的检测单元。利用电化学检测技术对传染病样本进行批量检测，一次性检测样本量大、效率高、灵敏度高，降低了检测成本，提高了检测效率与准确性，能有效降低医护人员感染风险。险。险。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于传染病核酸快速批量筛查的方法

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[0001]本专利技术涉及集成传感器与电化学检测分析应用
，特别涉及一种适用于传染病核酸快速批量筛查的方法，基于高通量电化学传感器设备批量筛查传染病核酸标志物，快速高效，检测准确度高。

技术介绍
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[0002]传染病是由各种病原体引起的能在人与人、动物与动物或人与动物之间相互传播的一类疾病，所有人群易感染。
[0003]在与传染病战斗中，我国逐渐检测去中心化，从医院逐渐转向社区与家用检测，但检测样本从采样，运输到出结果仍需要较长时间，期间病毒可能已经扩散；检测准确性偏低，往往要多次筛查才可能发现阳性样本；效率偏低，单检样本量太大，混检出现阳性则需要二次采样检测。因此开发低成本，高效率，高精准性，高安全性的核酸大规模筛查手段有助于有效控制传感病病情的间断性爆发。

技术实现思路
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[0004]本专利技术提出一种适用于传染病核酸快速批量筛查的方法，不用二次采样，能精准快速筛查出阳性个体。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供一种适用于传染病核酸快速批量筛查的方法，通过单独个体采样，将批量个体采样分别放入多路复用的智能化集成阵列电化学传感器的检测单元内同时进行核酸标志物电化学发光检测，采集单一发光信号；若无发光信号，则该批样本通过；若有发光信号，则进行逐一单检，定位发光样本，确定阳性人员。所述集成阵列电化学传感器包括微样本电化学储存平台、集成电路板与集成控制单元；所述微样本电化学储存平台包括若干个独立的检测单元；具体步骤如下：
[0006]步骤一、对受试者进行核酸采样，将采样棉签放入单独的小型离心管内，根据需求加入对应的核酸扩增液或缓冲液内，将棉签上核酸置换到离心管内；
[0007]步骤二、将离心管内溶液对应加到微样本储存平台的检测单元并纪录每个位置对应样本编号，孵育两个小时后加入血红素溶液，随后冲洗掉多余血红素，加入鲁米诺试剂与过氧化氢溶液，进行后续检测；
[0008]步骤三、批量同检，通过集成控制单元控制所有检测单元同时进行工作，在暗室内采集单一电化学发光信号，若采集不到发光信号，说明该批样本合格，无阳性，则进行下一批样本筛查；若采集到发光信号，说明该批样本有阳性，则进行顺序性单检，集成控制单元控制每一个平台单独工作并纪录独立的检测信号，最终确定阳性样本。
[0009]为方便采集发光信号，微样本电化学储存平台选择开放式溶液固定平台，如商用孔板、微柱阵列平台、超浸润微芯片等，每个样本储存在独立的检测单元内，避免交叉污染；独立的检测单元内包含独立的三电极体系，作为电化学传感单元读取每一个样本内信息；每个独立的三电极体系与集成电路板焊接到一起，便于后续工作站或集成芯片的高通量控
制与精准定位。
[0010]所述集成控制单元包括微控制器、阻容元件、线性电压调整器、蓝牙收发装置与智能设备。通过智能设备控制指定某一个或多个独立检测单元工作或所有检测单元同时工作。
[0011]所述微样本电化学储存平台用于核酸标志物电化学发光检测，工作原理为：先将与核酸特异性匹配的DNA链通过巯基固定在金电极表面，随后将样本与一定浓度血红素加入到储存平台内，样本内核酸与工作电极DNA结合后固定部分血红素，冲洗未固定血红素，加入鲁米诺试剂与过氧化氢混合液，施加
‑
0.1V至1.0V循环电压，在暗室内用光电倍增管(800w)采集发光信号，建立线性关系，完成核酸标志物电化学发光检测。
[0012]本专利技术所述的传染病核酸包括新冠核酸、猴痘核酸、革登热核酸等常见传染病核酸标志物。
[0013]本专利技术与现有技术相比，有益效果如下：通过集成传感器和电化学发光检测体系相结合，进行大规模核酸快速批量筛查，即将若干个单检个体样本同时进行电化学发光检测，采集单一发光信号，如无发光信号，则该批样本合同；若采集到发光信号，再进行顺序逐一单检，精准定位发光样本；利用电化学检测技术对传染病样本进行批量检测，一次性检测样本量大、效率高、灵敏度高，降低了检测成本，提高了检测效率与准确性，能有效降低医护人员感染风险；解决了传统单检成本高，样本量大检测耗时长等问题，也避免传统混检阳性二次采样，二次筛查等问题，快速定位阳性样本，降低疾病传染扩散概率，在多种传染病大规模筛查中有着广泛地应用前景。
附图说明：
[0014]图1为本专利技术涉及的智能化集成阵列电化学传感器整体结构原理示意图。
[0015]图2为本专利技术涉及的集成控制单元实物图与内部集成系统结构原理示意图。
[0016]图3为本专利技术涉及的适用于传染病核酸快速批量筛查的方法的工作原理示意图。
[0017]图4为本专利技术涉及的适用于传染病核酸快速批量筛查的方法采集到的批量同检发光信号示意图。
[0018]图5为本专利技术涉及的适用于传染病核酸批量筛查的方法采集到的单检批量化发光信号示意图。
具体实施方式
[0019]下面通过具体实施例并结合附图对本专利技术进行详细说明。
[0020]实施例1：
[0021]本实施例涉及一种适用于传染病核酸快速批量筛查的方法，该方法通过多路复用的智能化集成阵列电化学传感器实现，具体步骤如下：
[0022]步骤一、对受试者进行核酸采样，将采样棉签放入单独的小型离心管内，根据需求加入对应的核酸扩增液或缓冲液内，将棉签上核酸置换到离心管内；
[0023]步骤二、将离心管内溶液对应加到集成阵列电化学传感器的微样本储存平台的检测单元并纪录每个位置对应样本编号，孵育两个小时后加入血红素溶液，随后冲洗掉多余血红素，加入鲁米诺试剂与过氧化氢溶液，进行后续检测；
[0024]步骤三、批量同时检测，通过集成控制单元控制所有检测单元同时进行工作，在暗室内采集电化学发光信号，若采集不到发光信号，说明该批样本合格，无阳性，则进行下一批样本筛查；若采集到发光信号，说明该批样本有阳性，则进行顺序性单检，集成控制单元控制每一个平台单独工作并纪录独立的检测信号，最终确定阳性样本。
[0025]所述智能化集成阵列电化学传感器的主要结构包括微样本储存平台与集成控制单元，本实施例的微样本储存平台采用微柱阵列平台，微柱阵列平台承载微升级样本形成液滴阵列，微柱内植入三电极体系(工作电级、参比电级和对电级)进行样本信号采集，平台下方使用集成电路板将独立化的多个三电极体系整合到一起连接到集成控制单元，集成控制单元通过蓝牙连接手机APP进行信号采集与存储(图1)。
[0026]所述微柱阵列平台可通过3D打印，模板浇筑，铣床加工等方法制备，以4
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4阵列的微柱平台模板浇筑法为例，模板选取具有贯穿孔阵列的不锈钢模板，用胶带封住模板一侧。将PDMS与固化剂以15:1比例混合浇筑在模板上，待PDMS固化后剥离，得到微柱阵列平台。将订制的集成电路板与微柱阵列平台对齐，每个微柱内的三根电极线穿进集成电路板对应孔内，然后将电极线与集成电路板焊接到一起，修剪微柱平台的电极线使得电极线与微柱面平齐，得到微柱阵列电化学平台本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于传染病核酸快速批量筛查的方法，其特征在于，通过单独个体采样，将批量个体采样分别放入多路复用的智能化集成阵列电化学传感器的检测单元内同时进行核酸标志物电化学发光检测，若无发光信号，则该批样本通过；若有发光信号，则进行逐一单检，定位发光样本，确定阳性人员。所述集成阵列电化学传感器包括微样本电化学储存平台、集成电路板与集成控制单元；所述微样本电化学储存平台包括若干个独立的检测单元。2.根据权利要求1所述的适用于传染病核酸快速批量筛查的方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、对受试者进行核酸采样，将采样棉签放入单独的小型离心管内，根据需求加入对应的核酸扩增液或缓冲液内，将棉签上核酸置换到离心管内；步骤二、将离心管内溶液对应加到微样本储存平台的检测单元并纪录每个位置对应样本编号，孵育两个小时后加入血红素溶液，随后冲洗掉多余血红素，加入鲁米诺试剂与过氧化氢溶液，进行后续检测；步骤三、批量同检，通过集成控制单元控制所有检测单元同时进行工作，在暗室内采集电化学发光信号，若采集不到发光信号，说明该批样本合格，无阳性，则进行下一批样本筛查；若采集到发光信号，说明该批样本有阳性，则进行顺序性单检，集成控制单元控制每一个平台单独工作并纪录独立的检测信号，最终确定阳性样本。3.根据权利要求1所述的适用于传染病核酸快速批量筛查的方法，其特征在于，微样本储存平台选择开放式溶液固定平台...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋永超，曲丽君，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：