[发明专利]通过XRF检测病毒的装置和方法

说明书

本发明提供了用于直接和间接检测生物样品和非生物样品中的微生物病原体感染的方法和工具，并且具体地应用XRF(X射线荧光)方法学来检测引起哺乳动物和人中的广泛流行病，包括COVID‑19的当前流行病的病毒和细菌病原体的感染。

技术领域

本发明总体上涉及直接和间接检测生物样品和非生物样品中的微生物病原体感染的方法和工具，并且具体地应用XRF(X射线荧光)方法学来检测引起哺乳动物和人中的广泛流行病，包括COVID-19的当前流行病的病毒和细菌病原体的感染。

背景技术

当前的冠状病毒病(COVID-19)已经唤醒了我们对全世界流行病的持续关注。仅在二十世纪和二十一世纪的跨度中，人类必须面临显著数量的灾难性流行病：20世纪初期的西班牙流感，前期50年代的脊髓灰质炎流行病，后来的80年代的AIDS，二十世纪后期的禽流感(H5N1)，2002年的严重急性呼吸综合征(SARS)，2013和2016年之间的埃博拉，以及现在的COVID19(SARS-CoV-2)。它们中的一些保持局限于地方性流行群体和地区，而其它则在许多地区和世界群体中广为传播。

一般的观点是，病毒和细菌病原体的流行病和大流行病是我们生活方式、人口增长、在大都市地区聚集和全球化等的不可分割的部分。因此，流行病和大流行病继续存在，并将在未来继续伴随我们。

因此，对新出现的或正在进行的流行病的生物学起因(其为病毒或细菌)的快速检测，以及防止其在未免疫或先前未暴露于该起因的群体中的传播是当今社会面对的最大挑战之一。

COVID-19的当前流行病是一个这样的实例。COVID-19出现在2019年末和2020年初。早期，显而易见的是，疾病主要通过吸入或接触COVID-19、SARS-CoV-2病毒，通过与被感染患者的被污染的表面或肺和鼻排出物接触而传播，所述被感染患者的潜伏期为2至14天。

现在已知，SARS-CoV-2也存在于被感染患者的唾液中，唾液中的病毒水平强烈地指示严重的疾病。

无症状患者引起显著的关注。现在，有证据表明约5分之1的被感染人没有经历症状。并且虽然这缓解了目前被占用的医院和保健设施，但是研究人员仍然对无症状感染是否作为大流行病的“无症状驱动者”存在分歧。

许多实验室测试可用于检测SAR-CoV-2。作为正义单链RNA，大多数测试基于鼻咽拭子中的某种核酸扩增(例如，逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)、转录介导的扩增(TMA)或环介导等温扩增)。通过血清学测试可以检测到过去的感染。

因此，在SARS-CoV-2的新出现变体的整个范围内有效且灵敏的测试SARS-CoV-2，仍然是在全世界群体中的区域和国家水平上管理和控制COVID-19感染的主要手段。

发明人先前已经描述了用于标记和检测某些非生物材料和物体的X射线荧光(XRF)技术的某些应用(参见US2018/0095045)。

发明内容

本发明提供了一种快速、高通量、高度灵敏和方便的用于检测广泛的生物病原体，特别是导致大部分世界流行病的空气传播或水传播细菌和病毒的方法和工具。

本发明的核心是用于检测和可能定量物品的化学材料元素和/或组成成分特征的X射线荧光(XRF)标记技术。读取XRF信号指示材料和组成，并且可以用于标记和检测物品。

XRF是来自已被高能X或γ射线轰击激发的材料的特征性次级(或荧光)X射线的发射。该现象广泛用于元素或化学分析，特别是在对金属、玻璃、陶瓷和建筑材料的研究中，在地球化学、法医科学、考古学和艺术物品中。它很少应用于生物材料。