用于检测侧向流多重检测试剂的装置的制作方法

本发明涉及生物医学检测领域，尤其涉及一种用于检测侧向流多重检测试剂的装置。

背景技术：

侧向流多重检测技术具有快速、简便、多种检测同时进行等特点，广泛应用于多重检测领域，如：多种疾病同时检测，单一疾病不同标志物同时检测，病毒多种基因型、血清型分型检测等。

病毒性疾病包括艾滋病、病毒性肝炎、流行性乙型脑炎等由病毒引发的疾病。以病毒性肝炎为例，病毒性肝炎在我国是一个严重、长期的公共健康与卫生问题，包括甲型、乙型、丙型和戊型等多种类型，其中由乙肝病毒(Hepatitis B Virus，简称HBV)引起的乙型肝炎的患者数量最多，社会危害最大。长期以来，乙型肝炎的诊断与治疗，往往是通过抗原、抗体相结合的检测法，或者通过乙肝病毒的DNA(Deoxyribonucleic Acid，脱氧核糖核酸)检测来实现的，对所有的乙肝患者采用了统一用药的模式。随着HBV基因序列破译的不断推进，到目前为止，共发现了“A-H”八种乙肝基因型，我国以“A-D”四种基因型为主。由于不同基因型的乙肝病毒对于同类治疗药物的耐受性与反应有着明显差异，所以，统一用药模式下，难以完全确保不同乙肝患者的治疗效果。因此，为了提高疾病治疗效果，以个性化治疗、个体化用药为典型代表的新型治疗方法正越加为人们所重视。

传统的检测与诊断方法由于受自身局限，无法提供用于支撑个性化治疗或者个体化用药的临床诊断的参考信息。因此，为了实现乙肝个体化治疗，需要一种能够对乙肝病毒进行基因分型的检测方法，以便对于不同基因型的乙肝患者，采用针对性更强的药物来改善治疗效 果。目前，文献报道的乙肝基因分型方法主要基于核酸基因分析的原理，即先通过对乙肝病毒的DNA序列进行扩增，然后再对扩增后的DNA序列进行检测与分析来确定其基因型。这种方法首先需要依靠PCR(Polymerase Chain Reaction，聚合酶链式反应)扩增反应来得到足够多的乙肝病毒DNA片段，然后再采用杂交、荧光标记等方法进行检测，不足之处在于：检测设备多、时间长、操作复杂、成本高，难以推广。因此，为了造福乙肝及其他病毒性疾病患者，改善治疗效果，实现临床可以接受的病毒性疾病的个性化诊疗，需要研究提出更加简单、方便、可靠、准确、低成本的病毒基因分型检测装置。

技术实现要素：

本发明提供了一种用于检测侧向流多重检测试剂的装置，通过对侧向流多重检测试剂的荧光信号进行检测与分析，实现多重检测、如HBV、HIV(Human Immunodeficiency Virus，人类免疫缺陷病毒)等病毒基因分型检测，以及多种疾病的联合检测等。在检测过程中不需移动光纤组和诸如试纸的侧向流多重检测试剂，而且检测信号由检测单元进行处理，并由指示灯显示检测结果，因此能够有效简化检测步骤，降低检测复杂度，缩短检测时间，节省检测成本。

根据本发明，提供了一种用于检测侧向流多重检测试剂的装置，包括光源、N个光纤组、N个第一光电转换单元、检测单元和指示灯组，每个光纤组分别包括第一照射光纤和第一检测光纤，其中在第i个光纤组中，第一照射光纤与侧向流多重检测试剂上第i个测试线条带对应，第一检测光纤与第i个第一光电转换单元对应，1≤i≤N，N为侧向流多重检测试剂上测试线条带的个数，其中：

光源，用于产生检测光；

第一照射光纤，用于将光源产生的检测光照射侧向流多重检测试剂上对应的测试线条带；

第一检测光纤，用于将侧向流多重检测试剂上对应的测试线条带被检测光照射后激发的荧光传送到对应的第一光电转换单元；

第一光电转换单元，用于将接收到的荧光转换为电信号，并将生成的电信号提供给检测单元；

检测单元，用于基于相应检测判定规则，将接收到的N个电信号转换为相应的数字编码信息；

指示灯组，用于显示数字编码信息，以便用户利用预定的检测判定规则确定检测结果。

在一个实施例中，还包括N个第二光电转换单元和N个减法单元，每个光纤组还分别包括第二照射光纤和第二检测光纤，其中在第i个光纤组中，第二照射光纤与侧向流多重检测试剂上第i个测试线条带的背景区域对应，第二检测光纤与第i个第二光电转换单元对应，第i个第一光电转换单元和第i个第二光电转换单元分别与第i个减法单元对应，其中：

第二照射光纤，用于将光源产生的检测光照射侧向流多重检测试剂上对应的测试线条带背景区域；

第二检测光纤，用于将侧向流多重检测试剂上对应的测试线条带背景区域被检测光照射后激发的荧光传送到对应的第二光电转换单元；

第二光电转换单元，用于将接收到的荧光转换为电信号；

减法单元，用于将对应第一光电转换单元提供的电信号，与对应第二光电转换单元提供的电信号相减，以得到去除背景干扰的电信号，将得到的去除背景干扰的电信号提供给检测单元。

在一个实施例中，数字编码信息中的每个数字编码信号与指示灯组中的指示灯一一对应。

在一个实施例中，还包括解码单元，其中：

解码单元，用于将检测单元提供的数字编码信息进行解码，以便对数字编码信息进行简化，并将简化后的数字编码信息提供给指示灯组；

指示灯组具体显示接收到的数字编码信息，以便指示灯组中仅一个指示灯被点亮。

在一个实施例中，指示灯在相应的数字编码信息为1时点亮，在相应的数字编码信息为0时熄灭。

在一个实施例中，第一照射光纤和第二照射光纤的出光端口与侧向流多重检测试剂的距离小于2mm。

在一个实施例中，第一照射光纤和第二照射光纤的出光端口形状为点状或条状，以便光源产生的检测光在第一照射光纤和第二照射光纤的出光端口处形成点状光斑或线形光斑。

在一个实施例中，第一检测光纤和第二检测光纤的入光端口与侧向流多重检测试剂的距离小于2mm。

在一个实施例中，第一检测光纤和第二检测光纤的出光端口与相应光电转换单元感光表面的距离小于0.5mm。

在一个实施例中，检测光的波长为360nm-410nm。

本发明的用于检测侧向流多重检测试剂的装置，通过对侧向流多重检测试剂的荧光信号进行检测与分析，实现多重检测，如HBV、HIV等病毒基因分型检测，在检测过程中不需移动光纤组和侧向流多重检测试剂，而且检测信号由检测单元进行处理，并由指示灯显示检测结果，因此能够有效简化检测步骤，降低检测复杂度，减小检测时间，节省检测成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明用于检测侧向流多重检测试剂的装置一个实施例的示意图。

图2为本发明用于检测侧向流多重检测试剂的装置照射光路和检测光路一个实施例的示意图。

图3为本发明用于检测侧向流多重检测试剂的装置的工作原理示意图。

图4为本发明用于检测侧向流多重检测试剂的装置应用于HBV分 型的一个实施例的工作原理示意图。

图5为本发明用于检测侧向流多重检测试剂的装置应用于HBV分型的一个实施例中检测单元的示意图。

图6为本发明用于检测侧向流多重检测试剂的装置应用于HBV分型的一个实施例中基因分型对照表的示意图。

图7为本发明用于检测侧向流多重检测试剂的装置应用于HBV分型的另一个实施例中基因分型对照表的示意图。

图8为本发明用于检测侧向流多重检测试剂的装置应用于HIV分型的一个实施例的工作原理示意图。

图9为本发明用于检测侧向流多重检测试剂的装置应用于HIV分型的一个实施例中检测单元的示意图。

图10为本发明用于检测侧向流多重检测试剂的装置应用于HIV分型的一个实施例的中基因分型对照表的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是 示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1为本发明用于检测侧向流多重检测试剂的装置一个实施例的示意图。如图1所示，荧光检测装置包括光源1、N个光纤组2i，N个第一光电转换单元31i，检测单元4和指示灯组5，其中，1≤i≤N，N为侧向流多重检测试剂8上测试线条带的个数。每个光纤组2i分别包括第一照射光纤21i和第一检测光纤22i，在光纤组2i中，第一照射光纤21i与侧向流多重检测试剂8上第i个测试线条带对应，第一检测光纤22i与第一光电转换单元31i对应，其中：

光源1用于产生检测光。

在第i个光纤组中，第一照射光纤21i用于将光源1产生的检测光照射侧向流多重检测试剂8上对应的第i个测试线条带。第一检测光纤22i用于将侧向流多重检测试剂8上对应的第i个测试线条带被检测光照射后激发的荧光传送到对应的第一光电转换单元31i。

第一光电转换单元31i用于将接收到的荧光转换为电信号，并将生成的电信号提供给检测单元4。

检测单元4用于基于检测判定规则，将接收到的N个电信号转换为相应的数字编码信息。

指示灯组5用于显示数字编码信息，以便用户利用预定的检测判定规则确定检测结果。

基于本发明的用于检测侧向流多重检测试剂的装置，光源1产生的检测光经第一照射光纤21i照射在侧向流多重检测试剂8对应的第i条测试条带上，激发出的荧光经第一检测光纤22i传送到第一光电转换单元31i，第一光电转换单元31i将荧光转换为电信号提供给检测单元4，检测单元4基于相应检测判定规则，将接收到的N个电信号转换为相应的数字编码信息，指示灯组5用于显示数字编码信息， 以便用户利用预定的检测判定规则确定检测结果，实现对HBV、HIV等病毒基因的分型检测。在检测过程中不需要通过移动光纤组2i和侧向流多重检测试剂8来实现测试线条带扫描，因此能够有效简化检测步骤，降低检测复杂度，缩短检测时间，节省检测成本。与基于核酸基因序列的分型方法相比，本发明更有利于实现更加方便、快捷、高效的病毒基因分型检测。作为示例，侧向流多重检测试剂可以为试纸，但并不局限于此。

图2为本发明用于检测侧向流多重检测试剂的装置照射光路和检测光路一个实施例的示意图。如图2所示，还包括N个第二光电转换单元32i，在第i个光纤组中还分别包括第二照射光纤23i和第二检测光纤24i，其中第二照射光纤23i与侧向流多重检测试剂上第i个测试线条带的背景区域对应，第二检测光纤24i与第二光电转换单元32i对应，其中：

第二照射光纤23i用于将光源1产生的检测光照射侧向流多重检测试剂8上对应的第i个测试线条带背景区域。

第二检测光纤24i用于将侧向流多重检测试剂8上对应的第i个测试线条带背景区域被检测光照射后激发的荧光传送到对应的第二光电转换单元32i。

第二光电转换单元32i用于将接收到的荧光转换为电信号。

图3为本发明用于检测侧向流多重检测试剂的装置的工作原理示意图。如图3所示，还包括N个减法单元6i。减法单元6i用于将对应第一光电转换单元31i提供的电信号，与对应第二光电转换单元32i提供的电信号相减，以得到去除背景干扰的电信号，将得到的去除背景干扰的电信号提供给检测单元4。

在检测过程中，为了消除系统误差，取侧向流多重检测试剂8的第i个测试线条带附近区域作为第i个测试线条带的背景区域，减法单元6i将相应的第一光电单元31i和第二光电单元32i提供的电信息相减，以有效去除背景干扰。

优选的，数字编码信息中的每个数字编码信号与指示灯组5中的 指示灯一一对应。下面通过具体实施例对此进行说明。

优选的，在检测单元4和指示灯组5之间还包括解码单元(未示出)用于将检测单元4提供的数字编码信息进行解码，以便对数字编码信息进行简化，并将简化后的数字编码信息提供给指示灯组5。指示灯组5具体显示接收到的数字编码信息，以便指示灯组中仅一个指示灯被点亮。下面通过具体实施例对此进行说明。

优选的，指示灯组5中的指示灯在相应的数字编码信息为1时点亮，在相应的数字编码信息为0时熄灭。

优选的，第一照射光纤21i和第二照射光纤23i的出光端口与侧向流多重检测试剂8的距离小于2mm。

优选的，第一照射光纤21i和第二照射光纤23i的出光端口形状为点状或条状，以便光源1产生的检测光在第一照射光纤21i和第二照射光纤23i的出光端口处形成点状光斑或线形光斑。

优选的，第一检测光纤22i和第二检测光纤24i的入光端口与侧向流多重检测试剂8的距离小于2mm。

优选的，第一检测光纤22i和第二检测光纤24i的出光端口与相应的第一光电转换单元31i和第二光电转换单元32i的感光表面的距离小于0.5mm，且允许重合。

优选的，光源1发出的检测光的波长为360nm-410nm。例如光源1为LED(Light Emitting Diode，发光二级管)，提供的检测光波长为360nm-410nm，测试线条带产生的荧光为波长615nm的红光。

图4为本发明用于检测侧向流多重检测试剂的装置应用于HBV分型时检测单元的工作原理示意图。图5为本发明用于检测侧向流多重检测试剂的装置应用于HBV分型时检测单元4的示意图。如图4所示，本发明应用于HBV分型时，侧向流多重检测试剂8上共有6条测试线条带，即N＝6，分别为C控制线、T5检测线、T4检测线、T3检测线、T2检测线和T1检测线，图4中的各测试线条带信号均为去除背景干扰后的信号。图5中检测单元4包括I-V放大器，将接收的电流信号转换为电压信号。通过比较器和模拟开关组合，选出相对强的 测试信号。各测试线条带对应的含义如下：

C控制线用于检测质控。当样品正常完成层析反应时，C控制线的荧光信号应该大于第一门限值，否则，由于纸条失效等原因导致样品没有正常完成层析反应，检测出错。在本实施例中，第一门限值为200mV，本领域技术人员可以了解的是，针对不同的检测环境，第一门限值可以为其它值。

T5测试线用于HBV病毒抗原检测。在本实施例中当样品正常完成层析反应时，T5测试线的荧光信号大于第一门限值时，表示样品中存在HBV病毒抗原，即HBV检测为阳性，否则，HBV检测为阴性。

T4测试线用于HBV基因型A的病毒蛋白检测，且与基因型B、C、D的病毒蛋白无特异性反应。在本实施例中当样品正常完成层析反应时，T4测试线的荧光信号大于第二门限值，且与T3-T1测试线相比，其幅值最大时，检测结果为基因型A。本实施例中，第二门限值为100mV，本领域技术人员可以了解的是，针对不同的检测环境，第二门限值可以为其它值。

T3测试线用于HBV基因型B的病毒蛋白检测，且与基因型A、C、D的病毒蛋白无特异性反应。当样品正常完成层析反应时，T3测试线的荧光信号大于第二门限值，且与T4、T2、T1测试线相比，其幅值最大时，检测结果为基因型B。

T2测试线用于HBV基因型C、D的病毒蛋白检测，且与基因型A、B的病毒蛋白无特异性反应。当样品正常完成层析反应时，T2测试线的荧光信号大于第二门限值，且与T4、T3、T1测试线相比，其幅值最大时，再通过比较T2测试线荧光信号与4倍的T1测试线荧光信号，同时比较T1测试线的荧光信号与第二门限值，若T2信号大于4倍的T1信号，则为C型；若T2信号不大于4倍的T1信号且T1信号不大于第二门限值时为Error；若T2信号不大于4倍的T1信号且T1信号大于第二门限值时为D型。

T1测试线用于HBV基因型A、D的病毒蛋白检测，其中，基因 型D的检测灵敏度显著高于基因型A，且与基因型B、C的病毒蛋白无特异性反应。当样品正常完成层析反应时，T1测试线的荧光信号大于第二门限值，且与T4、T3、T2测试线相比，其幅值最大时，检测结果为基因型D。

本实施例中，检测单元4包括I-V放大器、比较器、模拟开关、普通放大器、提供门限值电压的基准电压单元等单元，将接收到的电信号转换为相应的数字编码信息，以便指示灯组5按照数字编码信息显示。指示灯组5包括8个指示灯。基于检测判定规则的HBV基因分型对照表如图6所示，其中“1”表示指示灯亮，“0”表示指示灯灭，“X”表示无关状态。如图4及图6所示，检测结果包括：A型、B型、C型、D型、Error(出错)、无法分型/UN及阴性/N。用户仅需根据指示灯组5的显示，在检测时不需要移动光纤组2i和侧向流多重检测试剂8，对照图6所示的HBV分型对照表即可得到HBV分型检测结果，降低了检测难度，简化了检测程序。同时，如图5所示，检测单元4对检测信号进行并行处理，提高了检测速率。其中，如图5所示，附图标记51为去背景的C控制线电流信号，附图标记52为去背景的T5测试线电流信号，附图标记53为去背景的T4测试线电流信号，附图标记54为去背景的T3测试线电流信号，附图标记55为去背景的T2测试线电流信号，附图标记56为去背景的T1测试线电流信号，附图标记57为200mV基准电压，附图标记58为100mV基准电压。

优选的，在一个实施例中，检测单元4和指示灯组5之间还包括解码单元，用于将检测单元4提供的数字编码信息进行解码，以便对数字编码信息进行简化，并将简化后的数字编码信息提供给指示灯组5。指示灯组5具体显示接收到的数字编码信息，以便指示灯组中仅一个指示灯被点亮。图7本实施例中简化后的HBV分型对照表，通过解码单元对数字编码信息进行简化，使得用户只需根据一个指示灯的亮灭即可根据图7所示的HBV分型对照表得出HBV分型检测结果，进一步简化了检测人员的操作步骤。

图8为本发明用于检测侧向流多重检测试剂的装置应用于HIV分型的一个实施例的工作原理示意图。如图8所示，本发明应用于HIV分型时，包括3条测试线条带，即N＝3，分别为：C控制线、T2测试线、T1测试线，其中：

C控制线用于检测质控。当样品正常完成层析反应时，C控制线的荧光信号应该大于第三门限值，否则，由于纸条失效等原因导致样品没有正常完成层析反应，检测出错。本实施例中，第三门限值为200mV，本领域技术人员可以了解的是，针对不同的检测环境，第三门限值可以为其它值。

T2测试线用于HIV-1抗体检测，且与HIV-2型抗体无特异性反应。当样品正常完成层析反应时，T2测试线的荧光信号大于第四门限值时，表示样品中存在HIV-1抗体，即为HIV-1型，否则，为非HIV-1型。本实施例中，第四门限值为100mV，本领域技术人员可以了解的是，针对不同的检测环境，第四门限值可以为其它值。

T1测试线用于HIV-2抗体检测，且与HIV-1型抗体无特异性反应。当样品正常完成层析反应时，T1测试线的荧光信号大于第四门限值时，表示样品中存在HIV-2抗体，即为HIV-2型，否则，为非HIV-2型。

图9为本发明用于检测侧向流多重检测试剂的装置应用于HIV分型时检测单元4的示意图。本实施例中，检测单元4包括I-V放大器、比较器、模拟开关、普通放大器、提供门限值电压的基准电压单元等单元，将接收到的电信号转换为相应的数字编码信息，以便指示灯组5按照数字编码信息显示。指示灯组5包括4个指示灯。HIV基因分型对照表如图10所示。如图8及图10所示，检测结果包括：HIV-1型、HIV-2型、Error(出错)、及阴性/N。用户仅需根据指示灯组5的显示，在检测时不需要移动光纤组2i和侧向流多重检测试剂8，对照图10所示的HIV分型对照表即可得到HIV分型检测结果，降低了检测难度，简化了检测程序。其中，在图9中，附图标记91为去背景的C控制线电流信号，附图标记92为去背景的 T2测试线电流信号，附图标记93为去背景的T1测试线电流信号，附图标记94为200mV基准电压，附图标记95为100mV基准电压。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。