呼出气冷凝液采集检测装置

本申请涉及呼出气诊断，特别是指一种呼出气冷凝液采集检测装置。

背景技术：

1、近年来，与呼吸道系统相关的病毒流传与蔓延开的情况很不乐观，有增加的趋势。这些病毒中，如常见的流感性感冒病毒，又如sars病毒，以及新型冠状病毒(covid-19)，可以通过空气中的飞沫进行传播。

2、目前，对于呼吸道系统的病毒，例如新型冠状病毒，一般采用咽拭子的方式采集，再进行核酸的检测。采集咽拭子样本取样比较麻烦，会消耗大量的医疗资源，例如，需要很高等级的防护措施，并且由于每天多人的咽拭子采集，也会造成医护人员很大的感染风险。另一方面，而对于去医院排队检测的疑似患者之间，由于人员的聚集，也可能出现交叉感染的风险，并且采集咽拭子样本也即为不舒服。如何能够在更方便安全的情况下进行呼吸道病毒的检测，甚至疑似患者可以方便的自行检测，是目前要解决的技术问题，例如中国专利申请号为cn202010157459.8的专利申请公开了一种可检测新型冠状病毒病原体的口罩与使用方法，通过检测过程与口罩相结合，替代采集咽拭子以解决上述问题。

3、但是，通过口罩的技术方案，由于采集方式更改为通过呼吸作用进行采集，但实际上由于呼吸的气体中的病毒等生物标志物附着在呼吸的气体中分散存在，往往单位体积/面积内的含量很低，导致聚集到检测部件的病毒等生物标志物很少，导致检测不灵敏，或者需要更长的时间以使检测部件聚集到足够的生物标志物，如上述中国专利申请号为cn202010157459.8中提到了需要佩戴30分钟左右才能获得结果。

4、如何能提供检测部件的灵敏度，缩短检测时间，是本申请所要解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请的主要目的在于提供一种呼出气冷凝液采集检测装置，以能实现对生物标志物的富集，进而提升了检测的准确性和快速性。

2、本申请第一方面提供了一种呼出气冷凝液采集检测装置，包括：口罩本体，所述口罩本体上具有排气孔；富集部件，所述富集部件包括微流道，所述微流道内表面附着有对生物标志物特异性吸附的位点，所述微流道一端与所述排气孔相连通，另一端连通大气；半导体制冷片，贴附于所述富集部件设置，所述半导体制冷片用于冷却所述微流道。

3、由上，通过富集部件的微流道以及半导体制冷片，实现将呼出气进行冷凝，并通过微流道内表面附着有对生物标志物特异性吸附的位点，对冷凝液或呼吸气体中的生物标志物进行吸附，实现对生物标志物的有效富集，进而提升了检测的准确性和快速性。

4、作为第一方面的一种可能的实现方式，还设置一用于驱动所述口罩本体内的气体流向所述富集部件的微流道的微型气泵。

5、由上，通过气泵提供了呼出气体的流动提供动力，可以使呼出气体有效流向富集部件，缩短了富集时间。

6、作为第一方面的一种可能的实现方式，所述富集部件的所述微流道形成阵列状排列；相邻的所述微流道之间具有侧壁进行间隔，至少一微流道内具有沿微流道方向排列设置的立柱。

7、由上结构，通过立柱与邻近的侧壁，可以有效锁住包含生物标志物的冷凝液，从而能实现对生物标志物的更有效富集，进而提升了检测的准确性和快速性。

8、作为第一方面的一种可能的实现方式，所述微流道的内表面和/或所述立柱的外表面具有纳米薄膜，该纳米薄膜表面具有若干伸出表面的纳米刺，该纳米刺修饰有所述生物标志物的特异性吸附位点。

9、由上结构，通过纳米刺结构，可以更加有效的实现对生物标志物的捕获，进而能实现对生物标志物的更有效富集，进而提升了检测的准确性和快速性。

10、作为第一方面的一种可能的实现方式，所述半导体制冷片背向富集部件的一面设置有散热结构。

11、由上，通过散热结构可以快速将半导体制冷片热量散去，从而使得半导体制冷片制冷面效率得以提升。

12、作为第一方面的一种可能的实现方式，所述散热结构包括：位于所述半导体制冷片背向富集部件的一面的散热片和/或风扇。

13、由上，可以根据所需结构设置散热片、风扇，提升散热效果。

14、作为第一方面的一种可能的实现方式，所述散热结构包括：所述微流道连通大气的一端的出口朝向所述半导体制冷片背向富集部件的一面。

15、由上，可以利用微流道连通大气的一端的出口排出的经半导体制冷片制冷后的风用于散热，可以提高散热效率。

16、作为第一方面的一种可能的实现方式，还包括与所述口罩本体分体设置的可佩戴结构，所述富集部件设置在所述可佩戴结构处，所述富集部件的所述微流道通过管路连通所述口罩本体上的所述排气孔。

17、由上，该结构可以制作更为灵活方便，且可佩戴结构所受体积、重量限制更为放松。

18、作为第一方面的一种可能的实现方式，所述富集部件位于所述口罩本体外表面设置。

19、由上，该结构将富集部件集成口罩本体设置，整体更为紧凑、小型化。

20、作为第一方面的一种可能的实现方式，还包括至少以下之一：光学检测部件，用于在所述微流道内注入反应检测物后，检测所述生物标志物与所述反应检测物发生反应所产生的发光信号；电学检测部件，用于检测所述微流道内对生物标志物特异性吸附产生的电信号。

21、作为第一方面的一种可能的实现方式，电学检测部件包括依次电信号耦合的检测单元、电信号输出单元和无线传输单元，以及供电单元；所述检测单元用于加载电信号并检测被富集部件影响的电信号的变化；所述电信号输出单元用于输出检测的所述电信号；所述无线传输单元用于将电信号输出单元输出的信号发送出去。

22、由上，可以直接输出检测的电信号，实施过程中可以配合手机等上位机，使得检测结果的获得更为方便。

23、作为第一方面的一种可能的实现方式，所述供电单元为自供电方式，包括贴片电池。或者，所述供电单元为非自供电方式，具有感应线圈。

24、由上，可以根据需要、应用场景采用自供电或非自供电方式。

技术特征：

1.一种呼出气冷凝液采集检测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还设置一用于驱动所述口罩本体内的气体流向所述富集部件的微流道的微型气泵。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述微流道的内表面和/或所述立柱的外表面具有纳米薄膜，该纳米薄膜表面具有若干伸出表面的纳米刺，该纳米刺修饰有所述生物标志物的特异性吸附位点。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述半导体制冷片背向富集部件的一面设置有散热结构。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述散热结构包括：位于所述半导体制冷片背向富集部件的一面的散热片和/或风扇。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述散热结构包括：所述微流道连通大气的一端的出口朝向所述半导体制冷片背向富集部件的一面。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括与所述口罩本体分体设置的可佩戴结构，所述富集部件设置在所述可佩戴结构处，所述富集部件的所述微流道通过管路连通所述口罩本体上的所述排气孔。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述富集部件位于所述口罩本体外表面设置。

11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括至少以下之一：

技术总结
本申请提供了一种呼出气冷凝液采集检测装置，包括口罩本体，所述口罩本体上具有排气孔；富集部件，所述富集部件包括微流道，所述微流道内表面附着有对生物标志物特异性吸附的位点，所述微流道一端与所述排气孔相连通，另一端连通大气；半导体制冷片，贴附于所述富集部件设置，所述半导体制冷片用于冷却所述微流道。由上，实现了对生物标志物的富集，进而提升了检测的准确性和快速性。

技术研发人员：段学欣,常烨
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16