[发明专利]一种可用于现场防疫检测的快速筛查系统、装置及方法

说明书

本发明涉及一种可用于现场防疫检测的快速筛查系统、装置及方法。本发明通过纳米材料或特定构型的基底材料，利用表面增强拉曼散射技术对呼吸系统有关的病毒或其他病原体进行直接检测，结合相应的分类识别算法，可以达到较高的准确度与灵敏度，并可对不同的病原体进行区分，具有超高的检测灵敏度。本发明可以实时反馈筛查结果，有效地促进防疫信息的共享与疑似病例的管控。本发明所提供装置对于检测人员来说操作简便，对于受检人员来说使用简便；本发明通过数据库的建立，可以转变所筛查的目标病毒。本发明适合用于现场快速筛查新型冠状病毒携带者，也可以在未来出现的其它防疫工作中发挥作用。

技术领域

本发明涉及拉曼光谱检测技术和病原体筛查技术领域，具体涉及一种基于表面增强拉曼散射原理的可用于现场防疫检测的快速筛查方法。

背景技术

新型冠状病毒的传染性非常强，主要通过飞沫和接触传播。感染者通常会出现肺炎，少数会出现急性呼吸窘迫综合征合并严重呼吸道并发症，甚至导致死亡。早期筛查诊断与及时隔离管控仍是阻止疫情进一步扩散的关键。防疫工作中面临的一个问题是一部分感染者是无症状感染者，这部分人群没有明显的临床表现如发热、乏力等，但做病毒核酸检测呈阳性，证实确实感染了新型冠状病毒，也具有很强的传染性，这为疫情的控制增添了很大的负担。因此，如何提供一种成本低、准确率高、适合用于不同病毒样本的快速现场检测与防疫方法是当前全球严峻疫情下亟待解决的问题之一。

通过特殊制备的金属微纳米结构，在受到适当的光激发时其表面的电磁场增强，从而导致在其附近吸附的分子所产生的拉曼信号得到大大增强，即表面增强拉曼散射(SERS)。SERS克服了拉曼光谱灵敏度低的缺点，可以获得常规拉曼光谱所不易得到的结构信息。通过引入贵金属的纳米材料或特定构型的基底材料，利用SERS技术对呼吸系统相关的病毒进行直接检测虽已有报道，但其检测时依旧依赖于贵重的拉曼设备和复杂的实验室步骤，并不适用于需要进行快速实地检测的防疫工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于表面增强拉曼散射原理的可用于现场防疫检测的快速检测系统和筛查方法。

本发明所提供的筛查方法，可以在纳米芯片上实现原位检测，样品激发后的拉曼信号被迅速收集，通过人工智能算法模型比对已有数据库，进行准确迅速的判断，适合用于呼吸道相关病原体的现场快速筛查。

本发明第一方面提供一种快速筛查系统，包括：

纳米芯片，用于富集待测样品，并增强所述待测样品的光信号；

光学检测仪，用于检测并输出所述待测样品的所述光信号；

光信号智能算法处理模块，基于所述光学检测仪输出的所述光信号鉴别所述待测样品含有的病原体种类及数量；

云管理平台，用于接收、储存与共享现场快速筛查所采集的实时数据，协助防疫管理工作。

在本发明所述快速筛查系统中，所述光信号智能算法处理模块，包括光信号纠正模块、待测样品拉曼信号库和云端上传模块。

在本发明所述快速筛查系统中，所述光学检测仪使用紫外吸收光谱技术、可见光谱技术、红外吸收光谱技术或表面等离子体共振技术、拉曼光谱技术。

具体地，在本发明所述快速筛查系统中，所述光学检测仪可以是快速响应的便携式光学仪器，所获得的光信号数据具有一定的指纹信息，可以在无标记的前提下辨别生化分子以及病菌等微生物，光学探测技术主要包括拉曼光谱技术，也可以利用紫外、可见、红外吸收光谱技术，表面或局域表面等离子体共振等其他技术作为代替或补充。

在本发明所述快速筛查系统中，所述纳米芯片由具有一定拉曼信号增强效果的纳米材料构成。一般由具有局域表面等离子体共振现象的贵金属纳米颗粒、棒、线通过自组装、微纳加工或原位化学合成制备而得。