CN116656872A - 用于非洲猪瘟病毒诊断的便携式检测系统及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于病毒检测领域,提供了一种用于非洲猪瘟病毒诊断的便携式检测系统及其检测方法,包括样品预处理单元、光学检测单元以及加热温控单元;所述样品预处理单元与光学检测单元连接,使得样本溶液经样本预处理单元预处理后再进入到光学检测单元进行荧光信号检测;所述加热温控单元通过套接在光学检测单元上的电热膜与光学检测单元连接,用于对样本反应容器保持恒温;所述光学检测单元包括RAA反应管,所述RAA反应管密封设置在密封腔内,且所述密封腔底端固定在光检测底座上,所述RAA反应管嵌入到光反应底座内,在所述光检测底座内垂直设置有两个光反应通道。
Description
技术领域
本发明属于病毒检测技术领域,具体涉及一种用于非洲猪瘟病毒诊断的便携式检测系统及其检测方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
非洲猪瘟是一种由非洲猪瘟病毒(ASFV)引起的、在猪群中具有高致死率和高传染性的瘟疫,在野生猪群和家猪群中都可能会暴发疫情并且迅速传播。目前市场上面还没有可投入大量生产的商业化靶向疫苗。为避免畜牧业遭受重大经济损失,对疑似非洲猪瘟样本的快速、准确诊断已经成为疫情防控的重要措施。
现有技术中已经研究设计了一种集样品预处理、核酸提取、病毒检测于一体的全自动ASFV检测系统模型,目的是能够在短时间内准确测定采集样品中靶病毒的存在。该系统实现了由微型计算机控制完成整个检测流程,无需开盖操作,避免了检测样本的气溶胶污染和交叉感染,促进了实验设备小型化,有利于实现非洲猪瘟病毒现场实时检测。但该系统仍有需要改进的部分。
而上述系统噪声过大,信噪比降低,影响了检测结果的可靠性与准确性,对于荧光检测的效率和灵敏度较低,且系统的稳定性不足。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出了一种用于非洲猪瘟病毒诊断的便携式检测系统及其检测方法,本发明旨在对已有的技术方案进行改进和完善,进一步提高荧光检测效率和灵敏度,提高系统的稳定性。
根据一些实施例,本发明的第一方案提供了一种用于非洲猪瘟病毒诊断的便携式检测系统,采用如下技术方案:
用于非洲猪瘟病毒诊断的便携式检测系统,包括样品预处理单元、光学检测单元以及加热温控单元;
所述样品预处理单元与光学检测单元连接,使得样本溶液经样本预处理单元预处理后再进入到光学检测单元进行荧光信号检测;所述加热温控单元通过套接在光学检测单元上的电热膜与光学检测单元连接,用于对样本反应容器保持恒温;
所述光学检测单元包括RAA反应管,所述RAA反应管密封设置在密封腔内,且所述密封腔底端固定在光检测底座上,所述RAA反应管嵌入到光反应底座内,在所述光检测底座内垂直设置有两个光反应通道。
进一步地,所述样品预处理单元由病毒富集单元、核酸分子提取单元、自动加样单元和废液处理单元组成;
所述病毒富集单元连接所述核酸分子提取单元,将捕获的非洲猪瘟病毒导出到核酸分子提取单元的反应器内;所述核酸分子单元连接自动加样单元,在分子提取过程中所述自动加样单元向核酸分子提单元中的反应器内自动加入裂解缓冲液;所述核酸分子提取单元和所述病毒富集单元还均与废液处理单元连接,将检测过程中剩余的废液导出到废液处理单元内。
进一步地,所述自动加样单元由装有不同反应试剂的试剂管和由控制器控制的多通道蠕动泵组成;多通道蠕动泵由控制器控制可自动选择适当的试剂并能够精确控制其使用剂量;
在自动加样单元中使用不同的软细管输送不同的试剂,包括病毒裂解缓冲液、清洗液和洗脱液。
进一步地,所述RAA反应管采用透明管材,以便于光源对RAA反应管内的样本溶液进行照射。
进一步地,所述光检测底座的底部固定有发射滤光片,所述发射滤光片底部还连接有光电倍增管。
进一步地,所述光检测底座内设置有竖直光反应通道,荧光信号自RAA反应管的底部经过竖直光反应通道以及发射滤光片照射到光电倍增管;
所述光检测底座内还设置有水平光反应通道,所述水平光反应通道垂直设置在竖直光反应通道的一侧,所述光检测底座的一侧固定有激发滤光片,LED光源经过激发滤光片进入到水平光反应通道内再照射在RAA反应管的底部。
进一步地,所述光电倍增管还连接有控制器,对光电倍增管接收的荧光信号进行检测。
进一步地,所述加热温控单元连接电热膜对RAA反应管进行恒温加热。
根据一些实施例,本发明的第二方案提供了一种用于非洲猪瘟病毒诊断的便携式检测系统的检测方法,采用如下技术方案:
用于非洲猪瘟病毒诊断的便携式检测系统的检测方法,包括:
病毒富集单元利用生物素与链霉亲和素之间的强结合作用制备免疫磁性纳米探针,利用抗体-抗原的特异性结合使纳米探针能够成功非洲猪瘟病毒,得到提纯后的非洲猪瘟病毒溶液;
核酸分子提取单元对提纯后的非洲猪瘟病毒溶液进行非洲猪瘟病毒DNA分子提取和纯化,在提取过程中,自动加样单元向核酸分子提取单元的反应器中加入裂解缓冲液,溶解病毒的蛋白质外壳,释放非洲猪瘟病毒遗传物质DNA,得到游离核酸溶液;
在纯化过程中,自动加样单元向核酸分子提取单元的反应器中依次加入洗涤液和洗脱液,洗涤液用于除去游离核酸溶液中的其他生物分子,洗脱液将DNA分子从磁珠上洗脱下来,最终得到纯化的非洲猪瘟病毒DNA溶液;
纯化的非洲猪瘟病毒DNA溶液进入到光学检测单元中的RAA反应管内,对DNA分子进行体外恒温扩增并利用控制器实时检测荧光信号。
进一步地,对DNA分子进行体外恒温扩增并利用控制器实时检测荧光信号,具体为:
LED光源经过激发滤光片进入到水平光反应通道内再照射在RAA反应管的底部;
RAA反应管内中使用的荧光探针在激发光照射下会发出荧光,荧光信号自RAA反应管的底部经过竖直光反应通道以及发射滤光片照射到光电倍增管,经光电倍增管处理进行光电转换产生微弱的电流信号,发送给控制器对光电倍增管接收的荧光信号进行检测。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明液体反应样本主要聚集在试管的底部,将激发光通道和发射光通道设计在反应试管底部位置,并使两个通道成90度夹角。检测器与发射光成90度检测,能够降低干扰光线,减少噪声影响。
本发明光电倍增管作为光电检测器安装在反应管下方,接收由窄带滤光片过滤之后的荧光信号,进行光电转换后产生微弱的电流信号。为了进一步提高光电检测电路的性能,我们在光电转换电路中增加了低噪声前置放大电路和低通滤波电路。将低噪声前置放大器作为负载电阻接入PMT的输出端后,通过放大器可将电流信号转换输出为电压信号;放大电路对荧光检测信号进行放大的同时有效抑制了噪声干扰,有利于信号处理电路对原信号的识别和处理。放大后的信号再通过低通滤波器消除尖峰噪声,进一步降低系统噪声,提高输出信号的信噪比。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例中所述的样品预处理单元的结构组成示意图;
图2是本发明实施例中光学检测单元的结构示意图;
图3是本发明实施例中数字信号处理过程示意图;
图4是本发明实施例中加热温控单元的信号处理示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
如图1所示,本实施例提供了一种用于非洲猪瘟病毒诊断的便携式检测系统。本实施例中,该系统包括样品预处理单元、光学检测单元以及加热温控单元;
所述样品预处理单元与光学检测单元连接,使得样本溶液经样本预处理单元预处理后再进入到光学检测单元进行荧光信号检测;所述加热温控单元通过套接在光学检测单元上的电热膜与光学检测单元连接,用于对样本反应容器保持恒温;
所述光学检测单元包括RAA反应管,所述RAA反应管密封设置在密封腔内,且所述密封腔底端固定在光检测底座上,所述RAA反应管嵌入到光反应底座内,在所述光检测底座内垂直设置有两个光反应通道。
所述样品预处理单元由病毒富集单元、核酸分子提取单元、自动加样单元和废液处理单元组成;
所述病毒富集单元连接所述核酸分子提取单元,将捕获的非洲猪瘟病毒导出到核酸分子提取单元的反应器内;所述核酸分子单元连接自动加样单元,在分子提取过程中所述自动加样单元向核酸分子提单元中的反应器内自动加入裂解缓冲液;所述核酸分子提取单元和所述病毒富集单元还均与废液处理单元连接,将检测过程中剩余的废液导出到废液处理单元内。
所述自动加样单元由装有不同反应试剂的试剂管和由控制器控制的多通道蠕动泵组成;多通道蠕动泵由控制器控制可自动选择适当的试剂并能够精确控制其使用剂量;
在自动加样单元中使用不同的软细管输送不同的试剂,包括病毒裂解缓冲液、清洗液和洗脱液。
在样本预处理单元中增加了自动清洗和废液导出功能,系统在检测过程中产生的废液会及时导出至指定容器,并且在检测完成后可进行机器自清洁操作,从而避免了检测平台对下一次实验结果造成干扰。
自动清洗功能和废液导出功能的实现实际上也是通过单片机控制的蠕动泵系统完成的。在单片机的控制下,蠕动泵不仅可以将液体加注到反应器里面,还可以将废液抽取出来。自清洗就是通过蠕动泵将去离子水泵入输送软管和反应器当中进行清洗,然后再将清洗后的污染液抽取出来,导出到专门的废液存放容器中。
在病毒富集单元利用免疫纳米探针特异性捕获非洲猪瘟病毒,接下来在核酸提取单元对DNA分子进行分离和纯化,最后在RAA反应室对DNA分子进行体外恒温扩增并利用控制器实时检测荧光信号。
在磁珠表面修饰链霉亲和素,并将生物素与ASFV特异性抗体偶联,利用生物素与链霉亲和素之间的强结合作用制备免疫磁性纳米探针。利用抗体-抗原的特异性结合使纳米探针能够成功捕获ASFV,并在磁场作用下达到特异性分离和回收ASFV的目的,以此避免初始样品中其他病毒或细胞等杂质对检测样本的污染,进一步提高了系统检测的准确性。经提纯后的ASFV溶液转移到核酸分子提取单元的反应器进行DNA分子的提取。由控制器控制的自动加样装置向反应器中加入裂解缓冲液,溶解病毒的蛋白质外壳,释放病毒遗传物质DNA,在高PEG和NaCl溶液中核酸分子会被吸附在羧基功能化的纳米颗粒表面。接下来系统依次加入洗涤液和洗脱液。洗涤液用于除去游离核酸溶液中的其他生物分子,洗脱液可将DNA分子从磁珠上洗脱下来,最终得到纯化的非洲猪瘟病毒DNA溶液。
病毒富集单元内通过免疫磁性纳米探针特异性分离非洲猪瘟病毒。首先将链霉亲和素偶联在超顺磁纳米微球上得到免疫磁珠,并与生物素化的ASFV抗体溶液充分混合,通过亲和素-生物素之间的高亲和力作用,能够得到ASFV抗体与磁珠稳定结合的免疫磁性纳米探针。免疫磁性纳米探针可以在现场提取的检测样本溶液中与非洲猪瘟病毒通过抗原-抗体反应特异性结合,并在外加磁场的吸引下作定向移动,从而达到分离、提纯非洲猪瘟病毒的目的。
核酸分子提取单元进行非洲猪瘟病毒DNA分子的提取。首先在已提纯的ASFV溶液中加入病毒裂解液,用来破坏病毒的蛋白质外壳并释放其遗传物质DNA。裂解后的溶液中不仅含有游离的核酸分子,还有其他的生物大分子杂质。将由SiO2包裹的超顺磁纳米微球表面进行羧基功能化,在高浓度的聚乙二醇和氯化钠结合缓冲液中DNA分子可以吸附在功能化超顺磁纳米微球表面。在外加磁场的作用力下,加入洗涤液使其他杂质物质从DNA-磁珠结合物溶液中分离出去,最后使用洗脱液将DNA分子从磁珠上洗脱下来,同时,在控制器单片机及蠕动泵的控制下可以将杂质溶液抽离,在从而得到纯净的ASFV核酸分子。
自动加样装置由装有不同反应试剂的试剂管和由控制器(单片机)控制的多通道蠕动泵组成。多通道蠕动泵由控制器控制可自动选择适当的试剂并能够精确控制其使用剂量。在加样系统中使用不同的软细管输送不同的试剂,包括病毒裂解缓冲液、清洗液和洗脱液等。这些管道具有高弹性、低粘连、低渗透的特点。同时我们在设计中增加了自动清洗和废液导出功能。系统在检测过程中产生的废液会及时导出至指定容器,并且在检测完成后可进行自清洁操作,从而避免了平台对下一次检测结果的影响。
控制器与多通道蠕动泵电连接,具体的连接方式可根据实际需要选择合适的即可,此处均为现有技术,不再赘述。
如图2所示,光学检测单元设置DNA扩增装置(RAA反应试管),在DNA扩增装置内对得到的纯净的ASFV核酸分子进行重组酶介导扩增。该过程主要使用三种酶:重组酶、单链DNA结合蛋白和DNA聚合酶。在37℃恒温下,重组酶与DNA引物紧密结合形成酶-引物聚合物,该复合物能在双链DNA模板上找到同源序列并进行链置换反应。同源片段打开后,引物与模板配对,然后在DNA聚合酶的作用下生成新的DNA双链。单链DNA结合蛋白将与解旋过程中由置换反应而产生的单链结合,防止DNA单链被降解。与传统PCR反应相比,整个扩增反应不需要经历高温-低温-中温等复杂的温度变化,只需要保持在37℃便可以实现DNA目标片段的指数级扩增。
所述RAA反应管采用透明管材,以便于光源对RAA反应管内的样本溶液进行照射。所述光检测底座的底部固定有发射滤光片,所述发射滤光片底部还连接有光电倍增管。所述光检测底座内设置有竖直光反应通道,荧光信号自RAA反应管的底部经过竖直光反应通道以及发射滤光片照射到光电倍增管;所述光检测底座内还设置有水平光反应通道,所述水平光反应通道垂直设置在竖直光反应通道的一侧,所述光检测底座的一侧固定有激发滤光片,LED光源经过激发滤光片进入到水平光反应通道内再照射在RAA反应管的底部。所述光电倍增管还连接有控制器的信号调理电路,对光电倍增管接收的荧光信号进行检测。
控制器与光电倍增管电连接,具体的连接方式可根据实际需要选择合适的即可,此处均为现有技术,不再赘述。
另外,控制器还与上位机连接,获取上位机的检测指令以及控制信号,对加热温控单元、自动加样单元进行控制;上位机还连接有键盘和液晶显示屏,以用于对指令的输入和检测结果以及温度的显示。
将进行核酸扩增反应的检测管置于一个密封腔室内。密封腔可以有效防止外界入射光以及内部漫射光对荧光检测结果的影响。同时密封室采用隔热材料,减少热传递,降低了外界环境温度对检测结果的影响,有效保持了反应管的温度不变,反应试管采用高透明的医用聚丙烯(PP)材料,它具有密封性好、管壁超薄、热传导快、透光性好等优点,有利于系统最大限度地检测到微弱的荧光信号。
核酸扩增反应中使用的探针被荧光物质6-FAM标记,我们根据荧光素6-FAM的激发光谱和发射光谱,选择了一个光波长为492nm的超高亮LED灯和一个490±10nm的窄带滤光片作为荧光激发源。而在光检测端,我们选择了一个520±10nm的滤光片先对发射的荧光进行滤波,两个滤光片之间没有波长重叠。通过使用高精度LED灯源和滤光片,可以最大限度增加荧光强度,提高检测精度。同时为了使激发光源保持稳定,避免产生测量误差,我们采用了恒流源作为LED的驱动电源。
选择了一个光波长为500纳米的超高亮LED作为荧光探针的激发光源。同时我们采用恒流源作为LED的驱动电源,保证了光源具有稳定光强和连续平滑的输出功率,提高了光学检测系统的稳定性和可靠性。LED光源与激发滤光片共同构成了荧光激发器。我们选择的激发滤光片是中心波长(CWL)为490纳米,半峰全宽(FWHM)为20纳米的窄带滤光片,它仅允许荧光的激发波长通过,最大程度地提高了荧光光强。
在光检测端,先用一个发射滤光片对RAA反应中出现的荧光进行滤波,然后经滤波后的荧光信号再由光电倍增管(PMT)接收处理,进行光电转换。我们选择的发射滤光片的中心波长为520纳米,半峰全宽为10纳米,有效保证了只有荧光波长通过后再由后续光电检测电路进行处理。荧光分子的荧光强度一般都比较微弱,样品溶液产生的散射光和拉曼光会对荧光检测背景造成干扰,从而对荧光检测精度产生影响。荧光激发端和检测端的两个滤光片则能够有效抑制杂散光的干扰,提高检测灵敏度。
液体反应样本主要聚集在试管的底部,因此我们将激发光通道和发射光通道设计在反应试管底部位置,并使两个通道成90度夹角。检测器与发射光成90度检测,能够降低干扰光线,减少噪声影响。
光电检测器包括光电倍增管和信号调理电路,为了进一步提高光电检测电路的性能,我们在光电转换电路中增加了低噪声前置放大电路和二次放大电路。安装在检测管下方的PMT接收荧光信号并经过光电转换后产生微弱的电流信号;电流通过与光电器件紧密相连的前置放大电路转化为模拟电压信号,再通过RC低通滤波器和二次放大电路后进一步降低系统噪声,放大检测信号,提高输出信号的信噪比;电压信号将通过高精度模数转换器(ADC)转换为数字信号,然后被送入控制器单片机进行数据处理。
所述加热温控单元由电热膜以及温度传感器组成;加热温控单元与控制器连接,用于控制电热膜加热和获取温度传感器采集的温度。
所述加热温控单元连接电热膜对RAA反应管进行恒温加热。用电热膜作为恒温元器件,对样本反应容器进行37℃恒温加热,电热膜具有热分布均匀、热传导快、无明火的特点,克服了镍铬金属丝成本高、加热不均匀的缺点。
如图2所示,所述加热温控单元,利用PT100铂电阻温度传感器采集电热膜的温度信号,控制器不间断地读取和处理A/D转换器输出的数字信号,并通过计算实际测量值与预设温度值(37℃)之间的偏差,采用PID温度控制算法输出脉宽调制(PWM)控制信号。同时,MCU通过串行通信电路与上位机连接后,可用键盘输入温度设定值,同时各种数值和信号将显示在液晶显示屏上。
如图4所示,本实施例增加了固态继电器和场效应管作为电热元器件的驱动电路。固态继电器用来控制电热膜的开关。由于使继电器工作需要较大的驱动电流,单片机得I/O口输出脉冲信号不足以直接驱动继电器正常工作,因此我们采用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOS FET)放大器作为信号放大电路,对PWM信号的功率进行放大以此来驱动继电器工作。单片机通过PID算法实时调节PWM波形的占空比(即脉宽),从而控制加热元件的通电时间,最终实现温度调节。使用电热膜作为加热器,并通过比例积分微分(PID)控制算法使电热膜保持恒温,使检测反应管的温度控制在37℃3031℃范围内。
实施例二
本实施例提供了一种用于非洲猪瘟病毒诊断的便携式检测系统的检测方法,包括:
病毒富集单元利用生物素与链霉亲和素之间的强结合作用制备免疫磁性纳米探针,利用抗体-抗原的特异性结合使纳米探针能够成功非洲猪瘟病毒,得到提纯后的非洲猪瘟病毒溶液;
核酸分子提取单元对提纯后的非洲猪瘟病毒溶液进行非洲猪瘟病毒DNA分子提取和纯化,在提取过程中,自动加样单元向核酸分子提取单元的反应器中加入裂解缓冲液,溶解病毒的蛋白质外壳,释放非洲猪瘟病毒遗传物质DNA,得到游离核酸溶液;
在纯化过程中,自动加样单元向核酸分子提取单元的反应器中依次加入洗涤液和洗脱液,洗涤液用于除去游离核酸溶液中的其他生物分子,洗脱液将DNA分子从磁珠上洗脱下来,最终得到纯化的非洲猪瘟病毒DNA溶液;
纯化的非洲猪瘟病毒DNA溶液进入到光学检测单元中的RAA反应管内,对DNA分子进行体外恒温扩增并利用控制器实时检测荧光信号。
进一步地,对DNA分子进行体外恒温扩增并利用控制器实时检测荧光信号,具体为:
LED光源经过激发滤光片进入到水平光反应通道内再照射在RAA反应管的底部;
RAA反应管内中使用的荧光探针在激发光照射下会发出荧光,荧光信号自RAA反应管的底部经过竖直光反应通道以及发射滤光片照射到光电倍增管,经光电倍增管处理进行光电转换产生微弱的电流信号,发送给控制器对光电倍增管接收的荧光信号进行检测。
如图3所示,光电倍增管连接信号调理电路,为了进一步提高光电检测电路的性能,在光电转换电路中增加了低噪声前置放大电路和二次放大电路。安装在检测管下方的PMT接收荧光信号并经过光电转换后产生微弱的电流信号;电流通过与光电器件紧密相连的前置放大电路转化为模拟电压信号,再通过RC低通滤波器和二次放大电路后进一步降低系统噪声,放大检测信号,提高输出信号的信噪比;电压信号将通过高精度模数转换器(ADC)转换为数字信号,然后被送入单片机进行数据处理。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.用于非洲猪瘟病毒诊断的便携式检测系统,其特征在于,包括样品预处理单元、光学检测单元以及加热温控单元;
所述样品预处理单元与光学检测单元连接,使得样本溶液经样本预处理单元预处理后再进入到光学检测单元进行荧光信号检测;所述加热温控单元通过套接在光学检测单元上的电热膜与光学检测单元连接,用于对样本反应容器保持恒温;
所述光学检测单元包括RAA反应管,所述RAA反应管密封设置在密封腔内,且所述密封腔底端固定在光检测底座上,所述RAA反应管嵌入到光反应底座内,在所述光检测底座内垂直设置有两个光反应通道。
2.如权利要求1所述的用于非洲猪瘟病毒诊断的便携式检测系统,其特征在于,所述样品预处理单元由病毒富集单元、核酸分子提取单元、自动加样单元和废液处理单元组成;
所述病毒富集单元连接所述核酸分子提取单元,将捕获的非洲猪瘟病毒导出到核酸分子提取单元的反应器内;所述核酸分子单元连接自动加样单元,在分子提取过程中所述自动加样单元向核酸分子提单元中的反应器内自动加入裂解缓冲液;所述核酸分子提取单元和所述病毒富集单元还均与废液处理单元连接,将检测过程中剩余的废液导出到废液处理单元内。
3.如权利要求2所述的用于非洲猪瘟病毒诊断的便携式检测系统,其特征在于,所述自动加样单元由装有不同反应试剂的试剂管和由控制器控制的多通道蠕动泵组成;多通道蠕动泵由控制器控制可自动选择适当的试剂并能够精确控制其使用剂量;
在自动加样单元中使用不同的软细管输送不同的试剂,包括病毒裂解缓冲液、清洗液和洗脱液。
4.如权利要求1所述的用于非洲猪瘟病毒诊断的便携式检测系统,其特征在于,所述RAA反应管采用透明管材,以便于光源对RAA反应管内的样本溶液进行照射。
5.如权利要求1所述的用于非洲猪瘟病毒诊断的便携式检测系统,其特征在于,所述光检测底座的底部固定有发射滤光片,所述发射滤光片底部还连接有光电倍增管。
6.如权利要求5所述的用于非洲猪瘟病毒诊断的便携式检测系统,其特征在于,所述光检测底座内设置有竖直光反应通道,荧光信号自RAA反应管的底部经过竖直光反应通道以及发射滤光片照射到光电倍增管;
所述光检测底座内还设置有水平光反应通道,所述水平光反应通道垂直设置在竖直光反应通道的一侧,所述光检测底座的一侧固定有激发滤光片,LED光源经过激发滤光片进入到水平光反应通道内再照射在RAA反应管的底部。
7.如权利要求6所述的用于非洲猪瘟病毒诊断的便携式检测系统,其特征在于,所述光电倍增管还连接有控制器,对光电倍增管接收的荧光信号进行检测。
8.如权利要求1所述的用于非洲猪瘟病毒诊断的便携式检测系统,其特征在于,所述加热温控单元连接电热膜对RAA反应管进行恒温加热。
9.如权利要求1-8任一项所述的用于非洲猪瘟病毒诊断的便携式检测系统的检测方法,其特征在于,包括:
病毒富集单元利用生物素与链霉亲和素之间的强结合作用制备免疫磁性纳米探针,利用抗体-抗原的特异性结合使纳米探针能够成功非洲猪瘟病毒,得到提纯后的非洲猪瘟病毒溶液;
核酸分子提取单元对提纯后的非洲猪瘟病毒溶液进行非洲猪瘟病毒DNA分子提取和纯化,在提取过程中,自动加样单元向核酸分子提取单元的反应器中加入裂解缓冲液,溶解病毒的蛋白质外壳,释放非洲猪瘟病毒遗传物质DNA,得到游离核酸溶液;
在纯化过程中,自动加样单元向核酸分子提取单元的反应器中依次加入洗涤液和洗脱液,洗涤液用于除去游离核酸溶液中的其他生物分子,洗脱液将DNA分子从磁珠上洗脱下来,最终得到纯化的非洲猪瘟病毒DNA溶液;
纯化的非洲猪瘟病毒DNA溶液进入到光学检测单元中的RAA反应管内,对DNA分子进行体外恒温扩增并利用控制器实时检测荧光信号。
10.如权利要求9所述的用于非洲猪瘟病毒诊断的便携式检测系统的检测方法,其特征在于,对DNA分子进行体外恒温扩增并利用控制器实时检测荧光信号,具体为:
LED光源经过激发滤光片进入到水平光反应通道内再照射在RAA反应管的底部;
RAA反应管内中使用的荧光探针在激发光照射下会发出荧光,荧光信号自RAA反应管的底部经过竖直光反应通道以及发射滤光片照射到光电倍增管,经光电倍增管处理进行光电转换产生微弱的电流信号,发送给控制器对光电倍增管接收的荧光信号进行检测。
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