[发明专利]一种冠状病毒和流感病毒检测装置及方法

说明书

本发明属于生物检测技术领域，具体公开了一种冠状病毒和流感病毒检测装置及方法，该装置包括检测模块、信号处理电路、控制器、显示器、数模转换电路和时钟，其中，检测模块为样品池以及集成在样品池中的测量不同靶标物的晶体管传感器组合。检测模块可以含有样品池阵列，实现对多个待测样本的同时检测。检测方法为：将待测样本加入样品池中，读取样品池中每个晶体管传感器的电信号响应，以判定待测样本是否含有待测病毒。该方法针对冠状病毒和流感病毒的检测时间最短1分钟，能够用于单人样本、混样或混采样本的检测，具有潜在的社会经济价值。

技术领域

本发明属于生物检测技术领域，具体涉及一种冠状病毒和流感病毒检测装置及方法。

背景技术

新型冠状病毒和大多数流感病毒属于RNA(核糖核酸)病毒，变异速度较快，传播能力强。在流感流行高峰季节，新型冠状病毒和流感病毒叠加效应增加了检测难度。现阶段新型冠状病毒和流感病毒的检测手段主要是核酸检测和试剂盒检测：核酸检测针对新型冠状病毒中核壳蛋白基因、包膜蛋白基因或开放读码框基因，需要提取、扩增、检测及判读等步骤，核酸检测耗时长(至少需要2小时)，对设备和操作人员要求高，甚至会出现“假阴性”等误诊结果；试剂盒检测针对受试者体内产生的抗体，不能反映当前的感染水平，且试剂盒灵敏度较差，无法准确分辨新型冠状病毒和流感病毒，增加了疫情防控和治疗的难度。因此，亟需研制有效的病毒检测装置，用以筛分检测新型冠状病毒和流感病毒。

敏感材料具有大比表面积和原子层厚度，这使得其能对外界微小扰动做出实时的、灵敏的响应。基于敏感材料所得的晶体管传感器实现了飞摩尔每升(10^–15mol/L)的检测灵敏度，在病毒、细胞、病原体、气体和金属离子等检测方面。结合半导体工艺和印刷电路技术，晶体管传感器可以实现高度功能集成化，进而为多目标检测提供可能。

在混合检测技术中，目标检测物浓度低、非目标检测物影响大，病毒检测装置需要采用灵敏度更高、抗污染能力更好、检测准确率更高的方法，以实现大规模样品的检测。因此，需要进一步提高检测的准确率和灵敏度。

发明内容

为解决当前病毒检测方法在大规模检测中“操作繁琐、检测时间长、灵敏度低”的问题，本发明提供了一种冠状病毒和流感病毒检测装置及方法，该方法针对冠状病毒和流感病毒的检测时间最短1分钟，能够用于单人样本、混样或混采样本的检测，具有潜在的社会经济价值。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明一方面提供了一种冠状病毒和流感病毒检测装置，包括：

检测模块、信号处理电路、控制器、显示器、数模转换电路和时钟，其中，所述检测模块的输入端分别与数模转换电路和时钟的输出端相连；所述检测模块的输出端与信号处理电路的输入端相连；所述控制器的输入端与信号处理电路的输出端相连；所述控制器的输出端分别与显示器、数模转换电路和时钟的输入端相连。

进一步地，所述的检测模块包括样品池以及集成在样品池中的测量不同靶标物的晶体管传感器组合。检测模块含有一个样品池或3至256个样品池的阵列，实现对一个待测样本或3至256个待测样本组合的检测。

进一步地，所述的晶体管传感器组合由2至12个晶体管传感器单元组成。每个晶体管传感器单元分别修饰不同的生物识别分子，并集成在同一个样品池中。每个晶体管传感器单元包括绝缘基底、设置在绝缘基底上的电极、设置在绝缘基底上并位于电极之间的敏感材料和锚定在敏感材料上的生物识别分子。其中，所述的敏感材料包括石墨烯、二硫化钼、二硫化钨、氧化石墨烯、碳纳米管、硅、锗、有机半导体薄膜；所述的生物识别分子包括能够与待测病毒核酸、蛋白质或相应的抗体的不同位点发生特异性结合的分子。