[发明专利]移动式病原微生物质谱检测实验室

说明书

本发明提供一种快速检测传染病病原体的质谱检测的车载式移动实验室，该实验室分为三个试验区，三个试验区为各自隔离的独立空间以及负压排风设计和消毒设计。同时，三个实验室的气压大小依次为第一区第二区第三区，以防止第三区中暴露的病原体样品在空气中逆流传播至第一区。此外，本发明沿中轴线方向错开设置物品传递窗，即可止不同试剂区的操作者的直接接触，又能防止因打开传递窗后出现空气或气溶胶的快速流动而导致工作台的污染。本发明以车载形式实施突发急性传染病防控装备保障，可为疫区切断病原体传播途径，防止疫情进一步蔓延提供有力的装备支持。

技术领域

本发明涉及一种移动式病原微生物快速检测实验室。特别是涉及一种针对突发急性传染病防控作业的质谱检测的车载实验室。

背景技术

近年来，由于自然生态环境变化、生态系统失衡及环境质量下降等因素，使全球新发突发急性传染病的发生机会呈现上升的趋势。我国传染病发病态势严峻，结核病、血吸虫病患者总数居高不下，部分血吸虫病地区输入性病例呈上升趋势，SARS、禽流感、猪链球菌、甲型H1N1流感等新发传染病不断出现、流行，登革热、疟疾等境外输入的传染病，出现局部流行。

为了预防新型冠状病毒肺炎的发生和流行，迅速采取措施，有效控制疫情的发展蔓延，新型冠状病毒肺炎的快速检测尤为重要。

长期以来，对冠状病毒的鉴定都采用传统的微生物学检测方法，即形态学、生理生化特征及血清学鉴定。此方法虽然准确度高，但所需时间太长，最快也要十几个小时才能完成，难以适应快速检测的要求。以多重PCR为基础的核酸检测方法，对冠状病毒的早期诊断和传染源的发现具有重要意义。并且多重PCR检测针对多个基因，假阴性率比单重PCR降低，然而，PCR检测方法也存在检测过程繁琐、成本较高、检测高通量有限。

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry，简称MALDI-TOFMS)技术，是20世纪80年代末问世并迅速发展起来的一种质谱分析技术。其质量分析器是一个离子漂移管(iondirft tube)，由离子源产生的离子首先被收集，在收集器中所有离子速度变为0，使用一个脉冲电场加速后进入无场漂移管，并以恒定速度飞向离子接收器，离子质量越大，到达接收器所用时间越长；离子质量越小，到达接收器所用时间越短。根据这一原理，可以把不同质量的离子按质荷比大小进行分离，准确检测多肽、蛋白质、核酸、多糖等生物大分子的分子质量和纯度，具有准确性高、灵活性强、通量大、检测周期短、性价比高的优点。

近年来，已经出现质谱技术来检测核酸和蛋白质领域，其中质谱技术应用于核酸检测领域的理论基础在于，组成遗传物质DNA的基本单元——四种核苷酸之间存在质量差异，如 ddAMP、ddCMP、ddGMP、ddTMP的分子量依次为271.2Da、247.2Da、287.2Da、327.1Da(其中ddTMP是经过修饰的)，它们之间的最小分子量差异在16Da，完全可以通过质谱进行分辨。使用质谱能够对碱基突变或多态位点(SNP)、插入/缺失(InDel)、甲基化位点、基因定量、拷贝数变化(copy number variation，CNV)等多种DNA变化类型进行检测。

已有一些公开文献使用质谱技术对致病菌和病毒进行分类和鉴定，例如，中国专利申请 CN102337223A，“产黄青霉抗真菌蛋白Pc-Arctin及其制备方法”，公开了一种检测产黄青霉抗真菌蛋白Pc-Arctin的MALDI-TOF鉴定方法，其中从平板上挑取产黄青霉A096孢子接种于 SGY液体培养基培养，预处理得到粗蛋白溶液在色谱柱上分离纯化，并在羧甲基阳离子交换色谱柱上分离纯化，收集各洗脱组分，各组分离心超滤浓缩至所需体积，以宛氏拟青霉为敏感受试指示菌，追踪抗真菌活性组分，确定的活性成分判断获得蛋白的纯度；割取SDS-PAGE 电泳图上的单一条带，进行MALDI-TOF鉴定。