[發明專利]一種呼出氣冷凝液便攜采樣器和采樣方法

在審

• 申請號: 202110053316.7
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112890871A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 要茂盛;李心月
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: A61B10/00
• 分類號: A61B10/00
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 李稚婷

本發明公開了一種呼出氣冷凝液便攜采樣器和采樣方法，利用半導體制冷片提供低溫冷凝環境，使用無菌的一次性吸管和50毫升離心管采集人體呼出氣冷凝液。該采樣器結構簡單、體積便攜，采集方法操作簡單，除外接電源外無需制冷劑等其他不易攜帶的耗材和輔助設備，可以無創且快速地采集足夠進行疾病感染情況分析的人體呼出氣冷凝液，同時可以最大程度避免被試者不適和交叉感染以及樣品交叉污染，適合于呼吸道病原體感染的人群大范圍采樣檢測診斷和流行病學調查。

技術領域

本發明涉及一種呼出氣冷凝液便攜采樣器和采樣方法，尤其涉及一種集成矩形半導體制冷片和旋風吹氣的人體呼出氣便攜式采樣器和采樣方法。

背景技術

可通過空氣傳播的病毒性疫情往往會造成巨大的社會恐慌和經濟損失，為了防控病毒傳播和疫情蔓延，除社交隔離等措施外，更重要的是利用大規模的病毒感染檢測來及時診斷、隔離和治療病毒感染患者，同時采取適當措施保護易感染人群。目前廣泛使用的檢測手段主要是基于咽拭子、鼻拭子、血液化驗等樣品收集方法結合核酸檢測或免疫學檢測來進行診斷。這些樣品收集方法會造成被測試者不適，從而使得患者難以配合而采集不到合格的樣品，造成檢測結果可能出現假陰性。另外，傳統咽拭子、鼻拭子方法僅能對上呼吸道的生物樣本進行采集，不能對發生在下呼吸道的感染進行檢測，因此對于早期的下呼吸道感染，通過咽拭子檢測更可能會得到假陰性結果。

人體呼出氣來源于下呼吸道，包含著下呼吸道的感染以及人體代謝情況等生理信息。近年來，呼出氣作為一種新型的無創診斷方法得到了廣泛關注。呼出氣研究和診斷首先要取得適當的樣品，目前主要的方法是氣袋法和冷凝液法。氣袋法因為組分粘附和壁效應會造成呼出氣成分隨儲存時間而損失。冷凝液法為了保證冷凝效果，通常需要配置較大的制冷設備，如常見商業化呼出氣冷凝液采集設備EcoScreen、TurboDECCS、ANACON等，操作復雜且不易攜帶，限制了呼出氣冷凝液在健康研究和疾病診斷中的應用和推廣。此外，這些設備在不同程度上存在交叉污染的可能。因此亟需一種操作簡單，攜帶方便的呼出氣冷凝液采樣設備，特別是對于呼吸道感染的診斷，需要能夠方便快捷采集呼出氣冷凝液且無交叉污染的新方法。

發明內容

本發明旨在提供一種基于低溫冷凝原理，利用半導體制冷片以及旋風式呼氣實現人體呼出氣冷凝液快速采集的便攜設備和相應采樣方法，并用溫度控制系統設置冷凝溫度以實現對不同環境溫度條件、不同樣品采集要求下的呼出氣冷凝快速采集，特別適用于下呼吸道感染診斷為目的的呼出氣冷凝液采集。

本發明的主要技術原理是：參見圖1，采用半導體制冷片6緊貼外覆隔熱層的冷凝塊7進行制冷，為放置其中的冷凝采樣管4創造呼出氣低溫條件。受試者使用穿過采樣管上蓋2的一次性吸管1向冷凝采樣管4中單向旋風式呼氣，使呼出氣直接接觸低溫管壁冷凝成液滴從而被采集。3-5分鐘即可采集200-500微升呼出氣冷凝液。

本發明的技術方案如下：

一種呼出氣冷凝液便攜采樣器，包括采樣器外殼和冷凝采樣管，其特征在于，在采樣器外殼內設置冷凝塊、半導體制冷片、風冷散熱器、溫度傳感探頭和溫度控制模塊；半導體制冷片的制冷面緊貼冷凝塊，導熱面緊貼風冷散熱器；在冷凝塊中間設有與冷凝采樣管外形匹配的孔，用于放置冷凝采樣管；冷凝采樣管的開口露出采樣器外殼，由采樣管上蓋蓋住，采樣管上蓋中間開有傾斜圓孔用于插入一次性吸管；溫度傳感探頭探測冷凝塊的溫度并傳輸給溫度控制模塊；半導體制冷片和風冷散熱器與溫度控制模塊電連接，由溫度控制模塊調控；溫度控制模塊的顯示屏和設定按鍵外露于采樣器外殼表面。