一种空气或水中病毒核酸的实时在线快速检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种空气或水中病毒核酸的实时在线快速检测装置，涉及卫生防疫和生物检测领域，该装置包括病毒富集与核酸在线提取纯化模块，该模块包括两个病毒在线富集单元和一个核酸在线提取纯化单元；还包括核酸在线扩增模块，该模块包括反转录单元和管式

【技术实现步骤摘要】
一种空气或水中病毒核酸的实时在线快速检测装置


[0001]本专利技术涉及卫生防疫和生物检测领域，特别涉及一种空气中或水中病毒的不间断实时在线检测装置
。

技术介绍

[0002]近年来，人们发现病毒可以通过飞沫
、
气溶胶等途径进行传播，对人口密集的公共场所防范流行病传播提出了严重挑战；另外，一些研究发现城市污水能够反应城市病原微生物的爆发情况，具有重要的病原微生物爆发评估和预测等流行病学价值，有必要建立空气和水中病毒的实时在线检测和报警系统
。
目前病毒的鉴定和定量检测方法主要基于核酸检测来实施，现有的核酸检测过程需要在特定实验室条件下分批次分别实施核酸提取
、
反转录
、PCR
扩增
、
及凝胶电泳或实时定量
PCR
等步骤，过程十分复杂，不能进行不间断连续检测病毒的传播情况，不能满足病毒防控的要求
。
过去几年，有关空气和水中病毒和细菌等病原微生物核酸的富集纯化方法方面已有一些论文发表和专利公布，但是能够集成病毒在线收集
、
核酸实时提取纯化
、
反转录
‑
DNA
扩增和定量检测
、
以及报警的装置仍然缺乏
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了实时
、
在线
、
快速
、
准确检测环境中特定病毒，提出一种水中或空气中病毒的实时在线快速检测装置，满足特定现场不间断病毒实时在线检测的需求
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案
。
[0005]一种空气或水中病毒核酸的实时在线快速检测装置，包括：病毒富集与核酸在线提取纯化模块，包括两个病毒在线富集单元和一个核酸在线提取纯化单元；核酸在线扩增模块，包括反转录单元和管式
PCR
单元；数据记录分析与控制系统，包括荧光实时定量检测系统
、
温度控制系统
、
超声波控制系统和动力控制系统，用于为病毒富集与核酸在线提取纯化模块和核酸在线扩增模块提供动力
、
超声
、
温度
、
光学检测条件，并负责数据记录
、
分析和报警
。
[0006]进一步地，病毒在线富集单元为空气中病毒在线富集单元或水中病毒在线富集单元；其中，空气中病毒在线富集单元包括前置过滤网
、
柱塞式气缸
、
单向活塞
、
空气超滤膜
、
病毒收集溶液单元
、
切换阀及管路，其中切换阀包括第一切换阀和第二切换阀，前置过滤网
、
柱塞式气缸和单向活塞
、
第一切换阀
、
空气超滤膜
、
第二切换阀顺次连接；第一切换阀的3个前端孔分别连接柱塞式气缸和单向活塞
、
废液和废气出口
、
核酸在线提取纯化单元，后端孔连接空气超滤膜；第二切换阀的前端孔连接空气超滤膜，3个后端孔分别连接氮气气泵
、
空气出口
、
病毒收集溶液单元；水中病毒在线富集单元包括前置过滤网
、
柱塞式气缸
、
单向活塞
、
水超滤膜
、
病毒收集溶液单元
、
切换阀及管路，其中切换阀包括第一切换阀和第二切换阀，前置过滤网
、
柱
塞式气缸和单向活塞
、
第一切换阀
、
水超滤膜
、
第二切换阀顺次连接；第一切换阀的3个前端孔分别连接柱塞式气缸和单向活塞
、
氮气气泵
、
核酸在线提取纯化单元，后端孔连接水超滤膜；第二切换阀的前端孔连接水超滤膜，3个后端孔分别连接废液和废气出口
、
水出口
、
病毒收集溶液单元
。
[0007]进一步地，前置过滤网包括多层滤网和滤膜，滤膜的最小滤孔直径为
0.3
‑
0.5
微米
。
[0008]进一步地，空气超滤膜和水超滤膜的孔径均为
20
‑
50
纳米
。
[0009]进一步地，病毒收集溶液单元使用的是病毒裂解液，其组分包括水
、
胍盐
、
酚
、
酶抑制剂和表面活性剂
。
[0010]进一步地，核酸在线提取纯化单元包括推注器
、
切换阀
、
轮盘切换结构
、
四通阀
、
核酸纯化试剂单元和管路；推注器包含一混合室，出口端连接一四通阀；轮盘切换结构的进口端连接该四通阀和切换阀，出口端连接另一四通阀；轮盘切换结构包括上层结构
、
下层结构和位于中间的轮盘，轮盘通过一中轴与上层结构
、
下层结构之间实现相对转动连接；上层结构和下层结构开设有一正对的孔；轮盘上设有均布一周的多个孔，孔内封装有核酸结合柱填料，两端用滤膜封闭；核酸结合柱填料包含核酸纯化硅胶
、
玻璃纤维和带核酸标签的微珠；核酸纯化试剂单元存储有核酸结合缓冲液
、
结合柱清洗缓冲液和核酸洗脱溶液；核酸在线提取纯化单元包括
RNA
在线提取纯化单元和
DNA
在线提取纯化单元两种类型
。
[0011]进一步地，切换阀包括第一硬质材料层
、
软质材料层和第二硬质材料层，其中软质材料层与第一硬质材料层粘接为一体，并在一同心圆周上开设有多个孔；第二硬质材料层上在相同直径的同心圆周上开设有单个孔，第二硬质材料层通过一轴与软质材料层和第一硬质材料层之间实现相对转动，通过相对转动实现不同孔的通断，进而实现不同管路间的切换
。
[0012]进一步地，针对
RNA
病毒，反转录单元包括柱塞式反转录微型容器
、RT
‑
qPCR
试剂存储容器和管路；柱塞式反转录微型容器具有两个入口和一个出口，其中一个入口连接
RNA
在线提取纯化单元，另一个入口连接
RT
‑
qPCR
试剂存储容器；
RT
‑
qPCR
试剂存储容器存储的
RT
‑
qPCR
试剂的主要成分包括反转录酶
、DNA
聚合酶
、
缓冲液
、dNTP、
针对特定病毒核酸序列合成的引物对以及荧光物质
。
[0013]进一步地，针对
DNA
病毒，反转录单元包括柱塞式反转录微型容器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种空气或水中病毒核酸的实时在线快速检测装置，其特征在于，包括：病毒富集与核酸在线提取纯化模块，包括两个病毒在线富集单元和一个核酸在线提取纯化单元；核酸在线扩增模块，包括反转录单元和管式
PCR
单元；数据记录分析与控制系统，包括荧光实时定量检测系统
、
温度控制系统
、
超声波控制系统和动力控制系统，用于为病毒富集与核酸在线提取纯化模块和核酸在线扩增模块提供动力
、
超声
、
温度
、
光学检测条件，并负责数据记录
、
分析和报警
。2.
如权利要求1所述的空气或水中病毒核酸的实时在线快速检测装置，其特征在于，病毒在线富集单元为空气中病毒在线富集单元或水中病毒在线富集单元；其中，空气中病毒在线富集单元包括前置过滤网
、
柱塞式气缸
、
单向活塞
、
空气超滤膜
、
病毒收集溶液单元
、
切换阀及管路，其中切换阀包括第一切换阀和第二切换阀，前置过滤网
、
柱塞式气缸和单向活塞
、
第一切换阀
、
空气超滤膜
、
第二切换阀顺次连接；第一切换阀的3个前端孔分别连接柱塞式气缸和单向活塞
、
废液和废气出口
、
核酸在线提取纯化单元，后端孔连接空气超滤膜；第二切换阀的前端孔连接空气超滤膜，3个后端孔分别连接氮气气泵
、
空气出口
、
病毒收集溶液单元；水中病毒在线富集单元包括前置过滤网
、
柱塞式气缸
、
单向活塞
、
水超滤膜
、
病毒收集溶液单元
、
切换阀及管路，其中切换阀包括第一切换阀和第二切换阀，前置过滤网
、
柱塞式气缸和单向活塞
、
第一切换阀
、
水超滤膜
、
第二切换阀顺次连接；第一切换阀的3个前端孔分别连接柱塞式气缸和单向活塞
、
氮气气泵
、
核酸在线提取纯化单元，后端孔连接水超滤膜；第二切换阀的前端孔连接水超滤膜，3个后端孔分别连接废液和废气出口
、
水出口
、
病毒收集溶液单元
。3.
如权利要求1所述的空气或水中病毒核酸的实时在线快速检测装置，其特征在于，核酸在线提取纯化单元包括推注器
、
切换阀
、
轮盘切换结构
、
四通阀
、
核酸纯化试剂单元和管路；推注器包含一混合室，出口端连接一四通阀；轮盘切换结构的进口端连接该四通阀和切换阀，出口端连接另一四通阀；轮盘切换结构包括上层结构
、
下层结构和位于中间的轮盘，轮盘通过一中轴与上层结构
、
下层结构之间实现相对转动连接；上层结构和下层结构开设有一正对的孔；轮盘上设有均布一周的多个孔，孔内封装有核酸结合柱填料，两端用滤膜封闭；核酸结合柱填料包含核酸纯化硅胶
、
玻璃纤维和带核酸标签的微珠；核酸纯化试剂单元存储有核酸结合缓冲液
、
结合柱清洗缓冲液和核酸洗脱溶液
。4.
如权利要求3所述的空气或水中病毒核酸的实时在线快速检测装置，其特征在于，核酸在线提取纯化单元的切换阀包括第一硬质材料层
、
软质材料层和第二硬质材料层，其中软质材料层与第一硬质材料层粘接为一体，并在一同心圆周上开设有多个孔；第二硬质材料层上在相同直径的同心圆周上开设有单个孔，第二硬质材料层通过一轴与软质材料层和第一硬质材料层之间实现相对转动，通过相对转动实现不同孔的通断，进而实现不同管路间的切换
。5.
如权利要求3所述的空气或水中病毒核酸的实时在线快速检测装置，其特征在于，核酸在线提取纯化单元包括
RNA<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张照斌，张恺伦，阿比达，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：