CN112710626B - 一种近红外检测艾滋病病毒的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种近红外检测艾滋病病毒的装置，所述装置包括近红外分光光度计以及计算机，所述计算机用于接收近红外分光光度计所获得的吸收谱图数据，所述计算机包括基于空白血清吸收谱图去除背景吸收的模块、提取吸收谱图中1582nm、1810nm和2363nm处吸收峰值的模块、基于所述吸收峰值计算艾滋病病毒浓度的模块。本发明通过研究首次发现，血液中艾滋病病毒在近红外吸收光谱中具有明显的特征峰，即1582nm、1810nm和2363nm处吸收峰，上述吸收峰的峰值强度与艾滋病病毒浓度呈现线性关系。基于这一发现，本发明提供的检测装置和检测方法可以以非常简单易操作的方式确定艾滋病病毒的浓度，同时还具有非常高的灵敏度，为实现艾滋病的防控提供了新的路线。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种近红外检测艾滋病病毒的装置和方法。
背景技术
艾滋病是由人类免疫缺陷病毒(Human Immunodeficiency Virus，HIV)感染引起的一种重大威胁人类生命安全的传染病，艾滋病在我国已流行数十年，目前我国艾滋病疫情形势严峻，感染者人数缓慢上升，仅2018年我国新发感染人数接近15万。随着感染者和临床病人的不断增加、感染人群的变化，艾滋病检测工作量逐渐加大。检测是艾滋病防治的第一步，扩大检测也是我国长期实施的艾滋病防治策略，只有及时诊断和发现HIV感染者，才能启动抗病毒治疗，减少HIV传播并改善病人的预后；只有在HIV病毒载量、CD4细胞计数及HIV耐药及时检测的保障下，抗病毒治疗才能有效实施并取得预期效果。检测也是监测和血液安全的重要技术保障，评估疫情和防治效果、新发感染判断、血液安全筛查等都依赖检测结果。检测是艾滋病防治不可或缺的科学工具和技术支撑，做好检测工作对我国艾滋病防治具有非常重要的意义。
目前常用的艾滋病实验室检测包括HIV抗体检测、抗原检测、核酸检测。HIV抗体检测是HIV感染诊断最常见的方法，是判断HIV感染的间接指标。根据其主要的适用范围，可将现有HIV抗体检测方法分为筛检试验和确证试验。初筛主要包括酶联免疫吸附测定(ELISA)，凝胶颗粒凝集试验，乳胶凝集试验，放射免疫试验和各种快速检测试验等。由于初筛特异性不能保证，还需要进行确证实验，包括免疫印迹试验(WB)，条带免疫试验，放射免疫沉淀试验(RIPA)及免疫荧光试验(IFA)等。目前最常用的确证方法是免疫印迹试验。HIV的抗原检测主要针对HIV-1的核心结构蛋白，检测时间早于HIV的抗体，适合早期感染检测，可以缩短窗口期，一般能在感染后2-3周检出。HIV核酸检测主要有实时荧光定量PCR方法、荧光探针PCR法及以焦磷酸化激活聚合酶(PAP)反应为基础的核酸扩增PCR方法。HIV核酸定量检测主要基于靶核酸扩增和信号放大两种方法。病毒载量测定和CD4细胞计数是判断疾病进展和治疗时机、评价疗效和预后的两项重要指标。但基于近红外吸收谱图检测艾滋病病毒的装置和方法研究尚未被报道。
发明内容
本发明是为了解决上述不足，提供了一种近红外吸收谱图检测艾滋病病毒的装置和方法。具体而言，为了实现本发明的目的，本发明拟采用如下的技术方案：
本发明一方面涉及一种检测艾滋病病毒的装置，所述装置包括近红外分光光度计以及计算机，所述计算机用于接收近红外分光光度计所获得的吸收谱图数据，其特征在于，所述计算机包括基于空白血清吸收谱图去除背景吸收的模块、提取吸收谱图中1582nm、1810nm和2363nm处吸收峰值的模块、基于所述吸收峰值计算艾滋病病毒浓度的模块。
在本发明的一个优选实施方式中，基于所述吸收峰值计算艾滋病病毒浓度的模块是指基于吸收峰值分别计算艾滋病病毒浓度并且基于算术平均值确定艾滋病病毒浓度的模块。
在本发明的一个优选实施方式中，所述计算机包括基于标准溶液吸收谱图数据获取吸收峰值与艾滋病病毒浓度标准曲线的模块。
在本发明的一个优选实施方式中，所述近红外分光光度计的扫描波长范围为2500-780nm，扫描波长数据间隔为1nm。
在本发明的另一方面，还涉及一种检测艾滋病病毒的方法，其特征在于采用上述检测艾滋病病毒的装置检测血清中艾滋病病毒的浓度。
在本发明的一个优选实施方式中，所述方法还包括获取基于标准溶液吸收谱图数据获取吸收峰值与艾滋病病毒浓度标准曲线的步骤。
在本发明的一个优选实施方式中，所述方法的检测限为1pg/mL。
在本发明的一个实施方式中，所述方法为非诊断目的的检测方法。例如，本发明的方法不仅可以用于检测人体血液样本中艾滋病病毒的浓度，还可以检测血库中血液样本中艾滋病病毒的浓度。
有益效果
本发明通过研究首次发现，血液中艾滋病病毒在近红外吸收光谱中具有明显的特征峰，即1582nm、1810nm和2363nm处吸收峰。而且，上述吸收峰的峰值强度与艾滋病病毒浓度呈现线性关系。基于这一发现，本发明提供的检测装置和检测方法可以以非常简单易操作的方式确定艾滋病病毒的浓度，同时还具有非常高的灵敏度，为实现艾滋病的防空提供了新的路线。
附图说明
图1为空白血吸收谱图。
图2为空白血+HIV-Nano吸收谱图。
图3为空白血+HIV-Nano吸收谱局部放大图。
图4为空白血+HIV-EGFP吸收谱图。
图5为空白血+HIV-EGFP吸收谱局部放大图。
图6为空白血+MLV吸收谱图。
图7为空白血+MLV吸收谱局部放大图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面将结合本发明实施例，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。
如无特殊说明，本发明实施例中所涉及的试剂均为市售产品，均可以通过商业渠道购买获得。
实施例1：
1、HIV-1-NL4-nano、HIV-1-NL4-EGFP病毒及MLV病毒标准系列制备
准确吸取200ul p24浓度为(34.4×106pg/mL)HIV-1-NL4-nano病毒溶液，用血清定容到6.9ml，得到1x106pg/ml HIV-1-NL4-nano病毒储备液，使用1x106pg/ml的HIV-1-NL4-nano病毒储备液和血清(作为稀释剂)，分别配制成按照10倍稀释，100ul病毒液加到900ul血清当中，得到1x105，以此类推分别得到1x104、1x103、1x102、1x101和1x100 pg/ml的HIV-1-NL4-nano病毒标准稀释液。
准确吸取200ul p24浓度为(40.5×106pg/mL)HIV-1-NL4-EGFP病毒溶液，用血清定容到8.1ml，得1x106pg/ml HIV-1-NL4-EGFP病毒储备液，使用1x106pg/ml的HIV-1-NL4-EGFP病毒储备液和血清(作为稀释剂)，分别配制成按照10倍稀释，100ul病毒液加到900ul血清当中，得到1x105，以此类推分别得到1x104、1x103、1x102、1x101和1x100pg/ml的的HIV-1-NL4-EGFP病毒标准稀释液。
准确吸取200ul p30浓度为(40×106pg/mL)MLV病毒浓缩液、用血清定容到8ml，得1x106pg/ml MLV病毒储备液，使用1x106pg/ml的MLV病毒储备液和血清(作为稀释剂)，分别配制成按照10倍稀释，100ul病毒液加到900ul血清当中，得到1x105，以此类推分别得到1x104、1x103、1x102、1x101和1x100pg/ml的的MLV病毒标准稀释液。
近红外检测：
在当天实验前，先将实验样品从冰箱中取出，静置于室温(25℃)1小时，以保证样品温度与室内温度一致。按以上步骤稀释样本，待样本均达到室温后再开始测定，使用BROLAMBDA-750-UV-Brochure近红外分光光度计，扫描波长设置为2500-780nm，扫描波长数据间隔为1nm，使用血清调零，从低浓度到高浓度依次扫描HIV-1-NL4-nano、HIV-1-NL4-EGFP和MLV病毒标准系列。为了验证方法的有效性，对同一批实验样本分别进行了三天的扫描实验并且每个样本均有三个重复。在三天的实验过程中，尽量保持实验条件和测量环境的稳定性。
实验结果：
在进行分析之前，首先进行去背景数据，即，将血清信号作为背景减掉。去除背景之后的结果如图1所示。结果表明，血清样品测得信号去背景后在1582，1810，2363nm处无吸收峰。
图2-7分别显示了HIV-nano、HIV-EGFP以及作为阳性对照的MLV的测试结果。结果表明：HIV-nano与HIV-EGFP为B亚型HIV国际病毒株的两个子代，其编码病毒蛋白的部分完全相同，其在1582、1810、2363nm处有共同波峰，而作为阳性对照的MLV在此波段无明显波峰，这样可以初步确定1582、1810、2363nm是HIV国际毒株B亚型的特征峰，同时该特征峰可以检测到1pg/ml的病毒粒子，具有较高的灵敏度。
以上描述了本发明优选实施方式，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员对在此公开的实施方案可进行并不偏离本发明范畴和精神的改进和变化。
Claims (4)
1.一种检测艾滋病病毒的装置，所述装置包括近红外分光光度计以及计算机，所述计算机用于接收近红外分光光度计所获得的吸收谱图数据，其特征在于，所述计算机包括基于空白血清吸收谱图去除背景吸收的模块、提取吸收谱图中1582nm、1810nm和2363nm处吸收峰值的模块、基于所述吸收峰值计算艾滋病病毒浓度的模块。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基于所述吸收峰值计算艾滋病病毒浓度的模块用于：基于吸收峰值分别计算艾滋病病毒浓度，并且基于三个吸收峰值计算得到的病毒浓度算术平均值确定艾滋病病毒浓度的模块。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述计算机包括基于标准溶液吸收谱图数据获取吸收峰值与艾滋病病毒浓度标准曲线的模块。
4.根据权利要求1所述的装置，所述近红外分光光度计的扫描波长范围为2500nm-780nm，扫描波长数据间隔为1nm。
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