[发明专利]一种呼出气冷凝液便携采样器和采样方法

说明书

本发明公开了一种呼出气冷凝液便携采样器和采样方法，利用半导体制冷片提供低温冷凝环境，使用无菌的一次性吸管和50毫升离心管采集人体呼出气冷凝液。该采样器结构简单、体积便携，采集方法操作简单，除外接电源外无需制冷剂等其他不易携带的耗材和辅助设备，可以无创且快速地采集足够进行疾病感染情况分析的人体呼出气冷凝液，同时可以最大程度避免被试者不适和交叉感染以及样品交叉污染，适合于呼吸道病原体感染的人群大范围采样检测诊断和流行病学调查。

技术领域

本发明涉及一种呼出气冷凝液便携采样器和采样方法，尤其涉及一种集成矩形半导体制冷片和旋风吹气的人体呼出气便携式采样器和采样方法。

背景技术

可通过空气传播的病毒性疫情往往会造成巨大的社会恐慌和经济损失，为了防控病毒传播和疫情蔓延，除社交隔离等措施外，更重要的是利用大规模的病毒感染检测来及时诊断、隔离和治疗病毒感染患者，同时采取适当措施保护易感染人群。目前广泛使用的检测手段主要是基于咽拭子、鼻拭子、血液化验等样品收集方法结合核酸检测或免疫学检测来进行诊断。这些样品收集方法会造成被测试者不适，从而使得患者难以配合而采集不到合格的样品，造成检测结果可能出现假阴性。另外，传统咽拭子、鼻拭子方法仅能对上呼吸道的生物样本进行采集，不能对发生在下呼吸道的感染进行检测，因此对于早期的下呼吸道感染，通过咽拭子检测更可能会得到假阴性结果。

人体呼出气来源于下呼吸道，包含着下呼吸道的感染以及人体代谢情况等生理信息。近年来，呼出气作为一种新型的无创诊断方法得到了广泛关注。呼出气研究和诊断首先要取得适当的样品，目前主要的方法是气袋法和冷凝液法。气袋法因为组分粘附和壁效应会造成呼出气成分随储存时间而损失。冷凝液法为了保证冷凝效果，通常需要配置较大的制冷设备，如常见商业化呼出气冷凝液采集设备EcoScreen、TurboDECCS、ANACON等，操作复杂且不易携带，限制了呼出气冷凝液在健康研究和疾病诊断中的应用和推广。此外，这些设备在不同程度上存在交叉污染的可能。因此亟需一种操作简单，携带方便的呼出气冷凝液采样设备，特别是对于呼吸道感染的诊断，需要能够方便快捷采集呼出气冷凝液且无交叉污染的新方法。

发明内容

本发明旨在提供一种基于低温冷凝原理，利用半导体制冷片以及旋风式呼气实现人体呼出气冷凝液快速采集的便携设备和相应采样方法，并用温度控制系统设置冷凝温度以实现对不同环境温度条件、不同样品采集要求下的呼出气冷凝快速采集，特别适用于下呼吸道感染诊断为目的的呼出气冷凝液采集。

本发明的主要技术原理是：参见图1，采用半导体制冷片6紧贴外覆隔热层的冷凝块7进行制冷，为放置其中的冷凝采样管4创造呼出气低温条件。受试者使用穿过采样管上盖2的一次性吸管1向冷凝采样管4中单向旋风式呼气，使呼出气直接接触低温管壁冷凝成液滴从而被采集。3-5分钟即可采集200-500微升呼出气冷凝液。

本发明的技术方案如下：

一种呼出气冷凝液便携采样器，包括采样器外壳和冷凝采样管，其特征在于，在采样器外壳内设置冷凝块、半导体制冷片、风冷散热器、温度传感探头和温度控制模块；半导体制冷片的制冷面紧贴冷凝块，导热面紧贴风冷散热器；在冷凝块中间设有与冷凝采样管外形匹配的孔，用于放置冷凝采样管；冷凝采样管的开口露出采样器外壳，由采样管上盖盖住，采样管上盖中间开有倾斜圆孔用于插入一次性吸管；温度传感探头探测冷凝块的温度并传输给温度控制模块；半导体制冷片和风冷散热器与温度控制模块电连接，由温度控制模块调控；温度控制模块的显示屏和设定按键外露于采样器外壳表面。