基于磁场控制的双显色微生物检测装置及组合检测设备的制作方法

1.本实用新型涉及生物检测技术领域，尤其是涉及一种基于磁场控制的双显色微生物检测装置及组合检测设备。


背景技术：

2.病原微生物是指可以侵犯人体、引起感染甚至传染病的微生物，或称病原体。病原体中，以细菌和病毒的危害性最大。病原微生物与人类之间进行着长期而复杂的斗争，病原微生物通过不断繁殖、变异和进化，增强自己的毒力或致病力是人类疾病的罪魁祸首，人类则通过机体强大的免疫系统消灭、排出、战胜入侵的病原微生物。病原体侵入人体后，人体就是病原体生存的场所，医学上称为病原体的宿主。病原体在宿主中进行生长繁殖、释放毒性物质等引起机体不同程度的病理变化，这一过程称为感染。不过人体或动物不像人工培养细菌的培养基，可以让病菌不受限制地肆意生长繁殖，轻易地导致机体死亡。病原体入侵人体后，在发生感染的同时，能激发人体免疫系统产生一系列免疫应答与之对抗，这称之为免疫。除了宿主自身的力量，有效的抗菌药物和其它措施的协同作用也是必不可少的，在多种因素的共同作用下，大多数疾病是可以很快治好的。依靠不断发展的科学进步，总是能够不断控制和消灭有害人类和动物的微生物。因此，在被感染初期能快速准确地检测出被感染病原微生物种类，然后有针对性选择用药或不用药干预具有重要意义。
3.如新型冠状病毒、人乳头瘤病毒、甲型流感病毒、乙型流感病毒、人类免疫缺陷病毒等，感染后对机体均会产生不同程度损伤，甚至为此失去生命。因此，准确而快速地诊断出病原微生物种类，对于临床治疗上具有重大意义。但，目前常用的检测手段，如酶联免疫试剂盒、化学发光试剂盒、荧光免疫试剂盒，但这些试剂盒由于指示试剂不同，需要配合不同的仪器读取信号并分析，才能获得检测结果。不但费时费力，而且成本较高，在医院及检测公司应用比较广泛。对于个人来说，每次检测的费用较高。因此，市面上亟需一种检测时间短、灵敏度高、且适合患者自测试使用的检测产品出现。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供基于磁场控制的双显色微生物检测装置及组合检测设备，以解决现有技术中缺少一种具有检测时间短，同时灵敏度高的病原微生物检测装置的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
6.本实用新型提供的一种基于磁场控制的双显色微生物检测装置，包括容纳腔、磁性部件和光源组件，其中，
7.所述容纳腔内形成相连通的第一检测腔和第二检测腔，所述磁性部件位于所述第一检测腔位置处，所述光源组件用于照射在所述第一检测腔和所述第二检测腔位置处。
8.可选地，所述光源组件为外部光源，所述外部光源用于激发异硫氰酸荧光素显色。
9.可选地，所述光源组件为的光波的波长为488nm。
10.可选地，还包括壳体，所述容纳腔位于所述壳体的内部，所述磁性部件安装在所述壳体的内壁上；
11.所述壳体上设置有观察窗，所述观察窗为透明体或开口。
12.可选地，所述观察窗包括第一观察窗和第二观察窗，所述第一观察窗与所述第一检测腔相对应，所述第二观察窗与所述第二检测腔相对应。
13.可选地，还包括电源按钮，所述光源组件为光源灯带，所述光源灯带安装在所述壳体的端口上，所述电源按钮安装在所述壳体的外侧壁上，所述光源灯带和所述电源按钮电连接。
14.可选地，所述壳体内设置有隔板和废液收集槽，所述隔板的两端分别为所述废液收集槽和所述容纳腔；
15.所述隔板上设置有第一通孔，或者所述壳体的外壁上设置有第二通孔，所述第二通孔与所述废液收集槽相连通。
16.本实用新型提供的一种组合检测设备，包括预处理皿、反应皿和上述基于磁场控制的双显色微生物检测装置，所述预处理皿内封闭有异硫氰酸荧光素标记的一种或多种可被病原微生物识别的受体试剂，即fitc-受体试剂，所述反应皿内封闭有磁珠标记的一种或多种与待测微生物竞争性结合受体试剂的竞争试剂，即磁珠-竞争试剂，所述反应皿能插入到基于磁场控制的双显色微生物检测装置内。
17.本实用新型提供的一种基于磁场控制的双显色微生物检测装置，该装置可以配合检测试剂使用，优选地，检测试剂可以为异硫氰酸荧光素标记的可被病原微生物特异性识别的受体试剂(简写为fitc-受体试剂)和磁珠标记的与待测微生物竞争性结合受体试剂的竞争试剂(简写为磁珠-竞争试剂)。在使用该装置检测待测样本时，将含有待测样本和fitc-受体试剂混合均匀，再与磁珠-竞争试剂混合均匀，形成待测混合物并放入到容纳腔1中，在磁性部件2的作用下，磁珠-竞争试剂结合fitc-受体试剂形成的络合物或者磁珠-竞争试剂会聚集在第一检测腔11位置处。具体检测过程如下：
18.若样本为阴性，即样本中无待测微生物，fitc-受体试剂则与磁珠-竞争试剂中的竞争试剂结合，形成fitc-受体试剂-竞争试剂-磁珠络合物。在磁性部件的作用下，fitc-受体试剂-竞争试剂-磁珠络合物集中在第一检测腔中，并在在光源组件照射后，在第一检测腔中显示荧光颜色；而第二检测腔由于无显色底物，光源组件照射后，则为无色。
19.若样本为阳性，样本中的待测微生物与fitc-受体试剂结合、且待测微生物过量，则fitc-受体试剂被待测微生物完全占位，形成待测微生物-受体试剂-fitc络合物，聚集在第二检测腔，而磁珠-竞争试剂在磁场作用下聚集在第一检测腔。在光源组件的照射下，第一检测腔无荧光显色，第二检测腔则有荧光显色。若阳性样本中待测微生物含量较低，fitc-受体试剂则是被部分占位，形成待测微生物-受体试剂-fitc络合物，聚集在第二检测腔；未被占位部分，与磁珠-竞争试剂结合形成fitc-受体试剂-竞争试剂-磁珠络合物，在磁场作用下聚集在第一检测腔。在光源组件的照射下，第一检测腔和第二检测腔均有荧光显色，用时少，同时灵敏度高，解决了现有技术中缺少一种具有检测时间短，同时灵敏度高的新冠病毒检测试剂盒的技术问题。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本实用新型实施例提供的一种基于磁场控制的双显色微生物检测装置的在外部光源照射下的原理图；
22.图2是本实用新型实施例提供的一种基于磁场控制的双显色微生物检测装置的结构示意图；
23.图3是本实用新型实施例提供的一种基于磁场控制的双显色微生物检测装置的剖视图。
24.其中，1、容纳腔；11、第一检测腔；12、第二检测腔；2、磁性部件；3、外部光源；4、壳体；41、观察窗；411、第一观察窗；412、第二观察窗；42、隔板；421、第一通孔；43、废液收集槽；5、光源灯带；6、电源按钮。
具体实施方式
25.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，
″
多个
″
的含义是两个或两个以上；术语
″
上
″
、
″
下
″
、
″
左
″
、
″
右
″
、
″
内
″
、
″
外
″
、
″
前端
″
、
″
后端
″
、
″
头部
″
、
″
尾部
″
等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语
″
第一
″
、
″
第二
″
、
″
第三
″
等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语
″
安装
″
、
″
相连
″
、
″
连接
″
应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.实施例1：
29.本实用新型提供了一种基于磁场控制的双显色微生物检测装置，包括容纳腔1、磁性部件2和光源组件，其中，容纳腔1内形成相连通的第一检测腔11和第二检测腔12，磁性部件2位于第一检测腔11位置处，光源组件用于照射在第一检测腔11和第二检测腔12位置处。在使用该装置检测待测样本时，将含有待测样本和fitc-受体试剂混合均匀，再与磁珠-竞争试剂混合均匀，形成待测混合液并放入到容纳腔1中，在磁性部件2的作用下，磁珠-竞争试剂结合fitc-受体试剂形成的络合物以及磁珠-竞争试剂会聚集在第一检测腔11位置处，而且磁珠-竞争试剂结合fitc-受体试剂形成的络合物会在光源组件激发下发出荧光显色。
其中，异硫氰酸荧光素在488nm波段的光源照射下，其可以发出绿色荧光。
30.本实用新型提供的一种基于磁场控制的双显色微生物检测装置，可以对新型冠状病毒进行。具体过程如下：异硫氰酸荧光素标记血管紧张素转换酶ii(简写为fitc-ace2)先和待测样本中新型冠状病毒突刺蛋白s上rbd结构域(简写为rbd蛋白)相混合，两者形成的初步混合液与磁珠标记的新型冠状病毒突刺蛋白s上rbd结构域(简写为磁珠-rbd)相混合，形成待测混合液。若样本中含有rbd蛋白，与fitc-ace2结合形成rbd-ace2-fitc，聚集于样本观察区(即为第二检测腔12)，光源照射下，有荧光显色；在此需要说明，若是样本中rbd蛋白含量较少，即感染轻微，则fitc-ace2未被完全占位。多余的fitc-ace2与磁珠-rbd结合，聚集于磁性观察区(即为第一检测腔11)，在光源照射下，发出荧光显色；若样本中rbd蛋白含量高，即重度感染，则磁性观察区无荧光显色。若样本为阴性，则fitc-ace2与磁珠-rbd结合，聚集于磁性观察区，在光源照射下，发出荧光显色。即：
[0031][0032]
由于是通过fitc-ace2的占位率来确定样本中rbd蛋白浓度的高低，所以在临床上，还需结合医生的临床诊断进一步判断患者的感染情况。
[0033]
应用本技术提供的检测装置检测其他微生物的方法同上，在此不穷尽列举。
[0034]
实施例2：
[0035]
作为可选地实施方式，光源组件为外部光源3，外部光源3的光波的波长为488nm，外部光源3能照射在第一检测腔11和第二检测腔12，带有异硫氰酸荧光素标记的血管紧张素转换酶ii在外部光源3照射下能被激发。外部光源3为一个单独的部件，外部光源3不需要安装在壳体4上，当进行检测时，只需要将外部光源3朝向容纳腔1进行照射就可以实现。
[0036]
实施例3：
[0037]
作为可选地实施方式，还包括壳体4，容纳腔1位于壳体4的内部，第一检测腔11和第二检测腔12也位于壳体4的内部，磁性部件2安装在壳体4的内壁上，磁性部件2存在第一检测腔11的范围内；
[0038]
壳体4上设置有观察窗41，通过观察窗41能查看容纳腔1内的待测混合液。观察窗41为一个比较大的窗口，通过该窗口可以同时观察第一检测腔11和第二检测腔12；或者，观察窗41包括第一观察窗411和第二观察窗412，第一观察窗411与第一检测腔11相对应，第二观察窗412与第二检测腔12相对应。
[0039]
作为可选地实施方式，还包括电源按钮6，光源组件为光源灯带5，光源灯带5的光波的波长为488nm，光源灯带5安装在壳体4的端口上，第一检测腔11和第二检测腔12位于光源灯带5的同一侧，电源按钮6安装在壳体4的外侧壁上，光源灯带5和电源按钮6电连接，电源按钮6可以控制光源灯带5的灯亮与灯灭。
[0040]
实施例4：
[0041]
作为可选地实施方式，壳体4内设置有隔板42和废液收集槽43，隔板42的两端分别
为废液收集槽43和容纳腔1；隔板42上设置有第一通孔421，当容纳腔1中的待测混合液检测完成后，可以将其待测混合液通过第一通孔421送入到废液收集槽43中，或者壳体4的外壁上设置有第二通孔，第二通孔与废液收集槽43相连通。第一通孔421和第二通孔均设置有可拆卸堵头，为了可以循环使用，反应皿可以伸入到容纳腔1中且反应皿可以盛放待测混合液，当检测完成后，反应皿中的待测混合液可以通过第一通孔421或第二通孔进入到废液收集槽43，或者反应皿可以借助辅助管道通过第一通孔421将待测混合液进入到废液收集槽43，并且通过使用反应皿，使得待测混合液不会残留在容纳腔1中。
[0042]
实施例5：
[0043]
本实用新型提供了一种组合检测设备，包括预处理皿、反应皿和一种基于磁场控制的双显色微生物检测装置，所述预处理皿内封闭有异硫氰酸荧光素标记的一种或多种可被病原微生物识别的受体试剂，即fitc-受体试剂，所述反应皿内封闭有磁珠标记的一种或多种与待测微生物竞争性结合受体试剂的竞争试剂，即磁珠-竞争试剂，所述反应皿能插入到基于磁场控制的双显色微生物检测装置内，反应皿采用透明材质。
[0044]
作为其中一个实施例，本实用新型提供的组合检测设备的检测流程：
[0045]
a.将待测样本加入至封闭有fitc-受体试剂的预处理皿中，充分混匀后反应3分钟；
[0046]
b.将预处理皿中的混合液倒入封闭有磁珠-竞争试剂的反应皿中，颠倒混匀；
[0047]
c.将反应皿插入容纳腔1，打开电源按钮6；
[0048]
d.通过第一观察窗和第二观察窗的显色情况判读结果。
[0049]
其中，本技术需要注意的是，fitc-受体试剂的使用量能被磁珠-竞争试剂完成占位。
[0050]
实施例6：
[0051]
当待测样本为阳性情况下：
[0052]
a、当待测样本中含有高浓度的待测微生物，fitc-受体试剂会被待测微生物完全占位，当受到磁性部件2的磁吸作用时，磁珠-竞争试剂被吸附到第一检测腔11中，光照下无法形成绿色磁珠带，fitc-受体试剂-待测微生物以游离状态位于第二检测腔12中，光照下液体呈现绿色。
[0053]
b、当样本中含有低浓度的待测微生物，fitc-受体试剂被待测微生物部分占位，未被占位的fitc-待测微生物与磁珠-竞争试剂结合。当受到磁性部件2的磁吸作用时，fitc-受体试剂和磁珠-竞争试剂结合物聚集在第一检测腔11中，光照下形成绿色磁珠带；fitc-受体试剂和待测微生物的结合物聚集于第二检测腔12中，光照下液体呈现绿色。
[0054]
当待测样本为阴性情况下：
[0055]
当待测样本中无待测微生物，fitc-受体试剂和磁珠-竞争试剂结合，当受到磁性部件2的磁吸作用时，聚集在第一检测腔11中，光照下形成绿色磁珠带；而第二检测腔12中，光照下液体呈现无色。
[0056]
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。