[發明專利]一種呼出氣溶膠微生物快速檢測方法

有效

• 申請號: 202210696526.2
• 申請日: 2022-06-20
• 公開（公告）號: CN114778510B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 許鋒;王鏑;潘宇祥;曹慶朋;錢利濱;鄭旭彬;程晨
• 申請（專利權）人: 之江實驗室
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N23/223
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種呼出氣溶膠微生物快速檢測方法。在有輻照的收集載體上沉積人體呼出氣溶膠中的顆粒物；設置輻照種類和參數；進行連續輻照，并掃描探測獲得三維熒光光譜；提取等高線特征譜，特征提取和建模處理實現對人體呼出氣中氣溶膠的微生物的檢測。本發明在二維熒光光譜上增加了連續輻照處理維度，通過快速掃描包含病原體表面蛋白構象變化的熒光信息，獲得三維熒光光譜，利用微生物在輻照處理中表現出的特異性進行微生物檢測，能夠現場快速提取檢測。

技術領域

本發明涉及了屬于呼出氣體檢測技術領域的一種成分檢測方法，尤其涉及一種基于連續輻照三維熒光的呼出氣溶膠微生物快速檢測方法。

背景技術

呼吸道傳染病通過呼出氣溶膠（Exhaled Breath Aerosol，EBA）傳播，成為全球關注的焦點。現有研究指出氣溶膠是呼吸道傳染病原體的主流傳播形式。患者呼吸、說話、咳嗽和打噴嚏等行為都會產生氣溶膠，人類暴露在該氣溶膠中，就可能被感染?，F場檢測人體呼出氣體中的病原體，是消除現行監測滯后性的首選方案。

目前，大部分呼出氣溶膠微生物鑒定方法為離線檢測方式，如：微生物培養法、分子微生物學方法、免疫檢測法。然而傳統的實驗室離線檢測方法面臨檢測周期長、無法現場應用、核酸提取復雜、依賴臺式設備、傳感器易失效等缺點。因此離線檢測難以對突發的致病氣溶膠暴露事件做出原位、精準、快速的識別。對于在線監測方法，早在 1994 年美國陸軍就用激光誘導熒光識別微生物戰劑：搭建的熒光激光雷達系統可探測到 0.6~3.0 km 高空上的微生物氣溶膠。

目前，熒光微生物氣溶膠傳感器（WIBS）在微生物氣溶膠的分布特性的研究中得到了應用。有關研究發現城市中的氣溶膠有微生物熒光粒子存在且熒光粒子濃度與碳粒子濃度正相關。還有學者用紫外激光誘導雷達檢測系統探測了炭疽芽孢桿菌微生物制劑。

綜上，熒光光譜技術有檢測靈敏度高、特異性強、操作簡便的優點，但現有微生物氣溶膠熒光鑒別得到的僅為強度信息，無法實現現場精準識別呼出氣溶膠中微生物成分與濃度。僅靠常規熒光技術很難在強干擾中檢測呼出氣溶膠中微生物的成分與濃度，也無法現場精準識別呼出氣溶膠微生物種類與濃度。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提出了一種基于連續輻照三維熒光的呼出氣溶膠微生物快速檢測方法，解決了常規熒光技術很難在強干擾、濃度低等條件下檢測呼出氣溶膠中微生物的成分與濃度的技術問題，以及解決了無法在現場能夠即時精準識別呼出氣溶膠微生物種類與濃度的技術問題。

本發明的技術方案如下：

S1、在有輻照的收集載體上沉積人體呼出氣溶膠顆粒物；

S2、設置輻照處理的種類以及輻照參數；

S3：所述的收集載體上還設置有溫控裝置，打開溫控裝置保持收集載體上溫度恒定。具體控制溫度在0 ~ 36 ℃范圍。

S4、通過輻射源對收集載體上的氣溶膠顆粒物進行連續輻照，并掃描探測氣溶膠顆粒物上微生物的病原體表面蛋白構象被輻照全過程的熒光光譜，獲得三維熒光光譜；

所述的三維熒光光譜中，熒光強度是和波長和輻照強度相關的。

S5、分析三維熒光光譜提取等高線特征譜作為熒光指紋，進行特征提取和建模；

S6、根據建立的模型和提取的特征進行處理實現對人體呼出氣溶膠中微生物的檢測。

所述S6具體為，根據建立的模型對提取的特征進行處理獲得人體呼出氣的微生物的種類與含量。

所述的三維熒光光譜是在間斷輻射處理過程中連續間斷探測攝取得到的。

所得的三維熒光光譜中包含了氣溶膠中微生物顆粒受輻射中產生的變量，再經過光譜處理和建模分析，利用微生物在輻照處理中表現出的特異性，分析出人體呼吸氣的氣溶膠中微生物的種類和濃度信息。