[發明專利]基于場效應晶體管的病毒性疾病診斷裝置及方法

無效

• 申請號: 201110259970.X
• 申請日: 2011-09-05
• 公開（公告）號: CN102435654A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 徐成;李秋紅;許志;張恩迪;陳立寶;王太宏
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01N27/414
• 分類號: G01N27/414
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種利用場效應集晶體管快速診斷人或動物病毒性傳染病的裝置和檢測方法。?

背景技術

禽流感病毒、SARS病毒等具有極強傳染能力的病毒性疾病在全球的大范圍蔓延極大地威脅了人類和動物的生命健康。如禽流感(Avian?influenza，AI)是由正粘病毒科流感病毒屬A型流感病毒引起的禽類傳染病，被國際獸醫局和世界衛生組織(WHO)列為A類烈性傳染病。禽流感病毒呈世界性分布，幾乎所有的野生及家養禽類都可感染，人們認為禽是流感病毒基因天然的和巨大的貯存庫，是A型流感病毒新亞型起源的重要物質基礎。不同毒株毒力有很大差別，無致病力及低致病力的禽流感病毒在世界廣泛存在和流行，其中有一部分高致病力的病毒如H5N1型可引起多起瘟疫，威脅著人類的健康。禽流感等傳染性病毒引起的疾病的快速準確診斷具有重要的公共衛生學意義，所以開發一種能夠實時準確地檢測人類或動物是否被病毒感染且易于集成化、自動化的檢測裝置和方法顯得尤為重要。所以我們發明設計了一種集成了場效應晶體管生物芯片和針對病毒的高特異性抗體的病毒檢測儀，可以用來檢測人或者動物是否被病毒感染及感染的程度。?

對于由病毒引起的傳染性疾病，一般生物醫學的檢測方法是病毒分離法、免疫學檢測法和分子生物學檢測方法。其中，病毒分離法需要做雞胚實驗，將疑似病人或動物的血液注射入雞胚，培養3至5天，觀察雞胚胎是否死亡。此方法診斷速度慢，不適合快速、靈敏地對大規模流行性疾病進行現場檢測。免疫學病毒檢測法一般檢測的對象是患者體內的病毒或者抗體的含量，由于病毒在人或動物的血液、體液中的含量極其微少，直接檢測出病毒顆粒非常困難，一般需要等待人或動物在體內產生對病毒的抗體，通過檢測相應的抗體來實現疾病的檢測。同樣，不能實現早期、直接檢測。對于分子生物學的檢測法一般是需要提取病毒RNA，做反轉錄-PCR，才能檢測到病毒的含量。以上這些傳統方法大多對實驗條件要求較高，需要特定儀器，且過程繁瑣，試劑、設備昂貴，不利于實時、快速、現場檢測傳染病毒。?

禽流感等病毒感染哺乳動物細胞后，在細胞內完成病毒的組裝、復制，然后再將新生的分泌到細胞外，感染其他正常細胞。根據這些病毒生活周期的規律，可以在感染早期通過檢測人或動物體液中的微量病毒顆粒實現對疾病的早期檢測，從而突破了傳統檢測方法的局限。?

在本診斷方法的優點在于：利用基于納米材料或其他有機材料等構建的場效應晶體管生物芯片，能夠直接、超靈敏的檢測到人或動物血液、體液中微量的病毒顆粒，從而突破了傳統檢測方法的束縛，且裝置構建簡單、便攜，可實現快速、現場檢測人或動物是否被病毒感染。具有實時靈敏、快速便攜、高通量、集成化、自動化等特點，是檢診斷人或者動物是否被病毒感染的極佳方法。?

采用場效應晶體管生物傳感原理研制的便攜式病毒檢測儀具有實時、靈敏、準確檢測人或動物是否被病毒感染的作用，是疾病預防、監控、檢測和病毒學研究中的高效檢測方法和儀器。?

發明內容

本發明的主要目的是構建一套能夠快速實時、靈敏準確的現場診斷人或動物是否被病毒性傳染病感染的裝置和方法。本方法能夠解決現有的傳統方法的不足之處，更簡單廉價、快速便攜診斷病毒性傳染疾病。利用生物學的免疫反應捕獲病毒，快速準確，具有特異性；?結合場效應晶體管這一物理學器件進行疾病檢測，使得本裝置更易于集成化、自動化、高通量地對樣本進行檢測，適合于在流行性傳染病高爆發的季節對進行數量巨大的樣本進行快速檢測。?

本發明提供了一種新型的病毒性感染疾病的檢測方法，其原理是：將動物細胞或人的血液、體液收集在一普通容器中，再將細胞裂解或者直接檢測體液中所含有的微量病毒顆粒，經過一個簡單的純化過程，再通入與場效應晶體管檢測芯片整合的PDMS(聚二甲基硅氧烷)微流體通道中。當體液流過場效應晶體管的半導體溝道材料時，如果含有目標病毒顆粒，納米修飾在溝道上的病毒抗體就可以和病毒發生特異性的結合，使病毒吸附在溝道上面。由于病毒顆粒表面在溶液中帶有電性，當他們吸附在場效應晶體管的溝道上時，會對場效應晶體管產生電場的作用，減弱或加強半導體溝道的耗盡，從而影響載流子的遷移速率或者濃度，導致會有電流的增加或者減弱，從而檢測系統檢測到電信號的變化。病毒的含量越高，會使這種電信號越強。且最終輸出的電學信號易于被電腦快速識別。本裝置和方法采用流動進樣、即時檢測，檢測完畢后樣品流出，再通入一定量的緩沖溶液洗滌數十秒，即可進行下一樣品的診斷檢測，是對人或動物體內的病毒的快速、準確、高通量的檢測方法。?