CN106940759A - 一种基因纳米锚定和微流体免疫凝集技术的宠物防诊方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基因纳米锚定和微流体免疫凝集技术的宠物防诊方法，包括：微流控芯片、光电检测器，无线传输模块,插入微电脑PCI插槽内的接口设备卡，位于微电脑内部的软件测控模块；还包括DNA样品制备模块、表面修饰配基的磁珠、DNA文库芯片，序列信号采集分析模块，数据显示模块。本发明的有益效果是，通过PCT 和 CRP 的联合应用，将比二者单独使用时应用范围更广，更便捷，诊断结果也更为准确，对细菌性感染进行全方位的诊断，利用基因测序技术对宠物的遗传性疾病和传染性疾病进行预防和诊断，可以提前对宠物进行治疗，把握好治疗时机，更好的保证宠物的健康。

Description

一种基因纳米锚定和微流体免疫凝集技术的宠物防诊方法
技术领域
本发明涉及宠物预防与诊断技术领域，尤其涉及一种基因纳米锚定和微流体免疫凝集技术的宠物防诊方法。
背景技术
随着社会经济的发展和城市化进程的加速，人们精神生活与物质生活的不断改善，社会老龄化步伐加快，独生子女家庭和丁克家庭的普及等客观因素的凸出，人民的休闲、消费和情感寄托方式也呈多样化发展。宠物已经走入寻常百姓家，饲养宠物成为家庭必不可少的消遣方式。
宠物饲养不但与人类社会的发展有关，更与经济的发展有关。改革开放三十多年来．我国的GDP 以每年接近10％的速度飞速发展，城镇化进度已达50%以上，随之而来的是家庭人口规模缩小，家庭数量增加，居民家庭结构发生了改变；人口老龄化问题日益突出，空巢老人、年轻人个性化等情况使城市居民的情感寄托方式、休闲娱乐、消费支出也呈多样化发展。因为“在某种程度上，动物还是我们承载思想的工具”，饲养宠物逐渐成为年轻人彰显个性、老年人寄托情感的方式之一，宠物也因此成为家庭中的重要成员。
随着宠物行业发展，宠物饲养的观念逐渐转变，宠物已成为家庭中不可缺少的一员，而与之相关的宠物预防和诊断行业也发生了较大的变化，疾病愈发复杂化、预防和诊断手段逐渐多元化、服务更加人性化，这给整个宠物预防和诊断行业带来了前所未有的发展机遇与挑战。
遗传性代谢病 (inherited metabolic diseases,IMD) 又称为先天性代谢缺陷病(inborn errors of metabolism，IEM) 是因为维持机体正常代谢所必需的某种酶、运载蛋白、膜或受体等的编码基因发生突变，使其编码的产物功能发生改变，而出现相应的实验室检查异常和临床症状的一类疾病 。它涉及氨基酸、有机酸、脂肪酸、尿素循环、碳水化合物、溶酶体、类固醇等多种物质代谢的异常。该类疾病大多为单基因遗传病，虽然单一病种患病率低，但其种类繁多，所以总体发病率较高，总体发病率大约在 1/800。
近年来，病毒性传染病日益严重，且传染途径复杂，病原变异性大，这些毫无疑问都给临床检测带来了巨大挑战。传统的病原检测方法如通过临床症状、病理变化、病毒分离、人工致病试验等试验诊断病原，血清分离、电镜观察等，工作量大，技术复杂，耗时长，不适宜现在传染病的有效监测和防控。 这就需要一种快速灵活的方法来检测病原核酸，以严格控制传染病的发生。
C反应蛋白(C reactive protein，CRP)由肝脏合成，是一种典型的急性时相蛋白，正常血清中其含量极微，在炎症急性期、恶性肿瘤、局部缺血、组织损伤等患者的血浆中，CRP 含量可以千倍增加。在炎症初期 4h-6h 内升高，36h-50h 达到高峰。感染一旦得到控制，其含量即会迅速恢复至正常水平。研究发现，细菌性感染才会致使 CRP 水平升高，当超过 140mg/L 时可基本确定细菌性感染的存在。且其水平与感染程度呈正相关 ；而当病毒感染时，CRP 水平一般不升高。对于急性感染性疾病的诊断，检测血清 CRP 较白细胞总数更敏感、更准确，更可靠。
降钙素原 (procalcitonin，PCT) 是降钙素的前体，属糖蛋白，半衰期 25h ～30h，在体内外稳定性好。生理情况下由甲状腺的 C 细胞产生，但其含量极低 ( 小于 0.1μg/L)。当其含量大于 0.5μg/L 时视为异常。研究发现 PCT 是细菌或真菌感染早期的一个诊断指标，感染时才升高，在非感染时其水平一般并不升高，且升高值的大小与感染的严重程度密切相关。通过对细菌性感染和病毒性感染的比较分析发现，细菌感染时，血清 PCT水平明显升高，而在病毒感染时，血清 PCT 水平却无明显升高。对 CRP 和 PCT 的比较分析发现，PCT 的升高早于 CRP 的上升。在局部感染时，PCT 一般并不升高，CRP 却升高。这些研究表明在非全身感染时，CRP 是一个重要的观察指标 ；在全身感染时，PCT 是一个较好的指标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基因纳米锚定和微流体免疫凝集技术的宠物防诊方法，利用基因纳米锚定技术对宠物遗传病和病毒性感染进行预防和诊断，可以更加及时有效的对宠物进行治疗，更大程度上提高了宠物的治愈率，保证了宠物的健康；同时，通过PCT和 CRP 的联合应用，将比二者单独使用时应用范围更广，更便捷，诊断结果也更为准确。
本发明提供一种基因纳米锚定和微流体免疫凝集技术的宠物防诊方法，包括：微流控芯片、光电检测器，无线传输模块, 插入微电脑PCI插槽内的接口设备卡，位于微电脑内部的软件测控模块；还包括DNA样品制备模块、表面修饰配基的磁珠、DNA文库芯片，序列信号采集分析模块，数据显示模块；其中微流控芯片包括进样区，染色区，反应区，在反应区分别固定有CRP和PCT抗体，其中光电检测器将从微流控芯片上检测到抗原抗体凝集反应后产生的信号传输到无线传输模块, 无线传输模块通过无线传输将信号传导到接口设备卡，接口设备卡衔接电脑与检测仪的通信，通过插在PCI卡槽，可以将光电检测器产生的模拟信号进行采集，传导到软件测控模块，所述的软件测控模块包括A/D转换、数字信号分析处理、D/A转换；所述的A/D转换：把两个模拟信号转换成数字信号；所述的数字信号分析处理：对数字信号进行分析，将信号及其噪声看成随机信号，通过利用其统计特征，降低噪声得到信号本身并将信号整合获得最佳数字信号，所述的D/A转换：将经过分析处理的最佳数字信号转化成相应模拟信号；其中表面修饰配基的磁珠带有相同极性，彼此磁珠间相互排斥，DNA文库芯片有与表面修饰配基的磁珠相匹配的活性位点，活性位点带有与磁珠相反的极性，与磁珠发生吸附，序列信号采集分析模块对光信号进行采集和分析，光信号通过数字化处理后通过数据显示模块得到待测基因序列。
进一步而言，所述的微流控芯片的材质采用玻璃，利用软刻蚀法形成微通道，将CRP抗体和PCT抗体预先都固定在经过醛基化处理玻璃载玻片预定位置上然后在 37℃下孵育 1 小时。
进一步而言，所述的数字信号分析处理是利用数字滤波、FFT分析、单品提取、单频检测、小波去噪、自相关分析、加权平均值滤波、防脉冲干扰平均值滤波、程序判断滤波、自适应滤波、线性神经网络消噪、曲线拟合的方法来实现相关功能。
进一步而言，所述的软件测控模块通过启动数字信号分析处理对输入的模拟信号进行A／D转换，每采集到一个数据就送入数字信号分析处理进行滤波运算，运算结果送D/A转换转换为模拟量。不断地重复上述过程，在D/A转换的输出端就得到滤波后的模拟信号。在运算过程中，不仅对信号进行了去噪处理，而且将电导池串联模块输出的两个模拟信号，通过A／D转换转换成两个数字信号，并进一步分析比对，送到D/A转换转换为模拟量，进而再进一步形成数据。
进一步而言，所述的DNA文库芯片包括宠物遗传病基因芯片和宠物易感染病毒基因芯片。
进一步而言，所述的宠物易感染病毒基因芯片上在每一个活性位点出都具有不同病毒的DNA探针，对宠物是否感染或者感染何种病毒进行初步判定，之后再通过基因测序来进一步判定是否感染病毒。
本发明的有益效果是，通过PCT 和 CRP 的联合应用，将比二者单独使用时应用范围更广，更便捷，诊断结果也更为准确，对细菌性感染进行全方位的诊断，利用基因测序技术对宠物的遗传性疾病和传染性疾病进行预防和诊断，可以提前对宠物进行治疗，把握好治疗时机，更好的保证宠物的健康。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种基因纳米锚定和微流体免疫凝集技术的宠物防诊方法，包括：微流控芯片、光电检测器，无线传输模块, 插入微电脑PCI插槽内的接口设备卡，位于微电脑内部的软件测控模块；还包括DNA样品制备模块、表面修饰配基的磁珠、DNA文库芯片，序列信号采集分析模块，数据显示模块；其中微流控芯片包括进样区，染色区，反应区，在反应区分别固定有CRP和PCT抗体，其中光电检测器将从微流控芯片上检测到抗原抗体凝集反应后产生的信号传输到无线传输模块, 无线传输模块通过无线传输将信号传导到接口设备卡，接口设备卡衔接电脑与检测仪的通信，通过插在PCI卡槽，可以将光电检测器产生的模拟信号进行采集，传导到软件测控模块，所述的软件测控模块包括A/D转换、数字信号分析处理、D/A转换；所述的A/D转换：把两个模拟信号转换成数字信号；所述的数字信号分析处理：对数字信号进行分析，将信号及其噪声看成随机信号，通过利用其统计特征，降低噪声得到信号本身并将信号整合获得最佳数字信号，所述的D/A转换：将经过分析处理的最佳数字信号转化成相应模拟信号；其中表面修饰配基的磁珠带有相同极性，彼此磁珠间相互排斥，DNA文库芯片有与表面修饰配基的磁珠相匹配的活性位点，活性位点带有与磁珠相反的极性，与磁珠发生吸附，序列信号采集分析模块对光信号进行采集和分析，光信号通过数字化处理后通过数据显示模块得到待测基因序列。
进一步而言，所述的微流控芯片的材质采用玻璃，利用软刻蚀法形成微通道，将CRP抗体和PCT抗体预先都固定在经过醛基化处理玻璃载玻片预定位置上然后在 37℃下孵育 1 小时。
进一步而言，所述的数字信号分析处理是利用数字滤波、FFT分析、单品提取、单频检测、小波去噪、自相关分析、加权平均值滤波、防脉冲干扰平均值滤波、程序判断滤波、自适应滤波、线性神经网络消噪、曲线拟合的方法来实现相关功能。
进一步而言，所述的软件测控模块通过启动数字信号分析处理对输入的模拟信号进行A／D转换，每采集到一个数据就送入数字信号分析处理进行滤波运算，运算结果送D/A转换转换为模拟量。不断地重复上述过程，在D/A转换的输出端就得到滤波后的模拟信号。在运算过程中，不仅对信号进行了去噪处理，而且将电导池串联模块输出的两个模拟信号，通过A／D转换转换成两个数字信号，并进一步分析比对，送到D/A转换转换为模拟量，进而再进一步形成数据。
进一步而言，所述的DNA文库芯片包括宠物遗传病基因芯片和宠物易感染病毒基因芯片。
进一步而言，所述的宠物易感染病毒基因芯片上在每一个活性位点出都具有不同病毒的DNA探针，对宠物是否感染或者感染何种病毒进行初步判定，之后再通过基因测序来进一步判定是否感染病毒。
工作过程：首先，将血液样品加入系统中，一部分血液进入微流控芯片进样区，通过微通道流到染色区，与染色区的荧光染液进行混合温育，充分结合后，通过微通道进一步进入反应区，分别与CRP抗体和PCT抗体进行凝集反应，带反应完毕后，利用光电检测器进行检测，检测信号通过无线传输模块传输到位于微电脑中的接口设备卡中，通过插在PCI卡槽，可以将光电检测器产生的模拟信号进行采集，传导到软件测控模块，通过软件测控模块获得需要的数据；另一部分血液进入到DNA样品制备模块，DNA样品制备完成后，与表面修饰配基的磁珠进行吸附、吸附有DNA样品的磁珠进入到DNA文库芯片中，与活性位点结合，序列信号采集分析模块对光信号进行采集和分析，光信号通过数字化处理后通过数据显示模块得到待测基因序列。

Claims (6)

1.一种基因纳米锚定和微流体免疫凝集技术的宠物防诊方法，包括：微流控芯片、光电检测器，无线传输模块, 插入微电脑PCI插槽内的接口设备卡，位于微电脑内部的软件测控模块；还包括DNA样品制备模块、表面修饰配基的磁珠、DNA文库芯片，序列信号采集分析模块，数据显示模块；其中微流控芯片包括进样区，染色区，反应区，在反应区分别固定有CRP和PCT抗体，其中光电检测器将从微流控芯片上检测到抗原抗体凝集反应后产生的信号传输到无线传输模块, 无线传输模块通过无线传输将信号传导到接口设备卡，接口设备卡衔接电脑与检测仪的通信，通过插在PCI卡槽，可以将光电检测器产生的模拟信号进行采集，传导到软件测控模块，所述的软件测控模块包括A/D转换、数字信号分析处理、D/A转换；所述的A/D转换：把两个模拟信号转换成数字信号；所述的数字信号分析处理：对数字信号进行分析，将信号及其噪声看成随机信号，通过利用其统计特征，降低噪声得到信号本身并将信号整合获得最佳数字信号，所述的D/A转换：将经过分析处理的最佳数字信号转化成相应模拟信号；其中表面修饰配基的磁珠带有相同极性，彼此磁珠间相互排斥，DNA文库芯片有与表面修饰配基的磁珠相匹配的活性位点，活性位点带有与磁珠相反的极性，与磁珠发生吸附，序列信号采集分析模块对光信号进行采集和分析，光信号通过数字化处理后通过数据显示模块得到待测基因序列。
2.根据权利要求1所述的宠物防诊方法，其特征在于：所述的微流控芯片的材质采用玻璃，利用软刻蚀法形成微通道，将CRP抗体和PCT抗体预先都固定在经过醛基化处理玻璃载玻片预定位置上然后在 37℃下孵育 1 小时。
3.根据权利要求1所述的宠物防诊方法，其特征在于：所述的数字信号分析处理是利用数字滤波、FFT分析、单品提取、单频检测、小波去噪、自相关分析、加权平均值滤波、防脉冲干扰平均值滤波、程序判断滤波、自适应滤波、线性神经网络消噪、曲线拟合的方法来实现相关功能。
4.根据权利要求1所述的宠物防诊方法，其特征在于：所述的软件测控模块通过启动数字信号分析处理对输入的模拟信号进行A／D转换，每采集到一个数据就送入数字信号分析处理进行滤波运算，运算结果送D/A转换转换为模拟量；不断地重复上述过程，在D/A转换的输出端就得到滤波后的模拟信号；在运算过程中，不仅对信号进行了去噪处理，而且将电导池串联模块输出的两个模拟信号，通过A／D转换转换成两个数字信号，并进一步分析比对，送到D/A转换转换为模拟量，进而再进一步形成数据。
5.根据权利要求1所述的宠物防诊方法，其特征在于：所述的DNA文库芯片包括宠物遗传病基因芯片和宠物易感染病毒基因芯片。
6.根据权利要求5所述的宠物防诊方法，其特征在于：所述的宠物易感染病毒基因芯片上在每一个活性位点出都具有不同病毒的DNA探针，对宠物是否感染或者感染何种病毒进行初步判定，之后再通过基因测序来进一步判定是否感染病毒。
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