[發明專利]一種細菌流動計數檢測的儀表裝置和方法

有效

• 申請號: 200910085882.5
• 申請日: 2009-06-03
• 公開（公告）號: CN101906384A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 田青;蔡新霞;劉春秀;羅金平;劉曉紅
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;G01N21/64;C12Q1/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及生物醫學檢測技術領域，是一種細菌流動計數檢測的儀表裝置和方法，可實現對細菌的特異性高靈敏度快速檢測，尤其適用于致病菌快速檢測。

背景技術

致病菌檢測一直是公共安全緊急事件處理、生化反恐以及安全偵察領域內的重要內容。它嚴重危害人們的生命健康造成重大經濟損失。據世界衛生組織公布的信息表明，全球每年發生食源性疾病達到數十億例，全球每年因食源性致病菌污染引起的腹瀉而死亡的0-15歲兒童約170萬。即使在發達國家至少有1/3的人患食源性疾病。美國每年發生食源性疾病約7600萬人，其中5000人死亡。每年由食源性疾病感染所產生的醫療費和損失達350億美元。某些強致病菌如炭疽、鼠疫等，如被用于恐怖襲擊將會造成更大的人身傷亡和損失。

大腸桿菌是最為普遍的致病菌，對人體健康具有極大的威脅，如大腸桿菌O157：H7在1982年首先被發現，1999年在我國大規模爆發。大腸桿菌是人和溫血動物腸道內普遍存在的細菌，是糞便中的主要菌種，人在感染大腸桿菌后的癥狀為胃痛、嘔吐、腹瀉和發熱。感染可能是致命性的，尤其是對孩子及老人。據統計在美國，每年有73000人感染大腸桿菌的病原性毒株，而檢測大腸桿菌一般化驗需要24小時左右。而像炭疽之類的細菌如被用于恐怖襲擊，則會造成不可估量的人身傷亡和損失，一份由(美國政府)科技評價辦公室1993年完成的研究報告表明：一架飛機所運載的100公斤炭疽苗——一種處于休眠狀態的芽孢桿菌可在人體體內迅速繁殖——可以煙霧的形式出現在華盛頓特區寧靜的夜空，產生出毒素并使中毒者迅速發生大出血，最后可以奪去100萬至300萬條人命。這相當于一架飛機運載1000公斤沙林毒氣所能造成的人員傷亡數量的300倍。

傳統的細菌檢驗方法靈敏度高，費用低，能夠得到樣品中細菌數量和特性等方面的定性及定量結果。但是傳統的檢測方法耗時費力，獲得結果通常需要幾天的時間，并且要求所要檢測的細菌增殖為可見菌落。無論人們的日常生活還是應對恐怖襲擊等突發公共事件，都迫切需要一種快速高靈敏度的致病菌檢測方法。

國內外均有相關機構開展細菌快速檢測方法相關研究。研究方法主要有ATP生物發光法，PCR方法等。但是這些方法一般都要使用包括PCR分析儀在內的多種儀器，操作步驟較為繁瑣，不利于現場快速檢測。市場上有一些基于ATP生物發光法的細菌快速檢測儀器，但這種方法的缺點是對細菌檢測不具有特異性，通常只用來檢測細菌總數。

發明內容

本發明提供一種細菌流動計數檢測的儀表裝置和方法，該儀表裝置，采用熒光量子點標記法，內置玻璃微溝道及流動系統，集成激光激發技術及微弱光檢測技術，可實現對細菌的特異性高靈敏度快速檢測，尤其適用于致病菌的快速檢測。該方法使用熒光量子點探針標記被測菌樣，細菌進入流動系統，單個通過微溝道，在激發光作用下，檢測發射光光強，其完成一次檢測最短不超過15分鐘，與現有培養法相比具有很大的優勢。

為達到上述目的，本發明的技術解決方案是：

一種細菌流動計數檢測的儀表裝置，其包括主控計算單元、模數轉換信號處理電路、信號放大電路、驅動控制電路、光電倍增管、激光二極管、濾光片以及微溝道和流動系統；其中，主控計算單元分別與模數轉換信號處理電路、驅動控制電路、顯示、存儲、通信、按鍵控制功能模塊和電源模塊直接電連接；驅動控制電路與激光二極管，光電倍增管直接電連接；光電倍增管順序經信號放大電路、模數轉換信號處理電路與主控計算單元輸入端電連接；

激光二極管置于微溝道上方，用于產生激發光，光電倍增管設于微溝道側面，隔濾光片檢測發射光；微溝道分別與激光二極管、光電倍增管垂直；

微溝道外接流動系統，與流動系統相通連，為被測樣品溶液流動通過微溝道提供動力，流動系統與驅動控制電路電連接，受主控計算單元控制。

所述的儀表裝置，其所述激光二極管的峰值波長在300-450納米范圍內，波譜寬度10-20納米；或為峰值波長在300-450納米范圍內，波譜寬度10-20納米的發光二極管。

所述的儀表裝置，其在激光二極管和微溝道之間設置聚光透鏡或光纖，以提高激發光的激發效率。

所述的儀表裝置，其所述在光電倍增管和微溝道之間的濾光片有1-2片，用于濾除激發光對發射光檢測的干擾；在微溝道與光電倍增管之間設置聚光透鏡，提高光電倍增管對發射光的檢測效率。

所述的儀表裝置，其所述微溝道為玻璃微溝道，其直徑為10-20微米，即可保證細菌順利通過，又可使其盡可能單個通過，提高檢測靈敏度。