一种病原体超敏高特异性自检试剂装置

本技术涉及病原体检测，尤其涉及一种病原体超敏高特异性自检试剂装置。

背景技术：

1、病原体的检测对于减轻和控制疾病的大流行具有重要意义，它能够促进流行病学和全球医疗保健领域的发展。其主要检测手段包括核酸检测、抗原检测和抗体检测。核酸检测是当前病原体检测的“金标准”，检测特异性强，敏感度较高。但该检测方法有操作繁琐(需要标准实验室)、耗时长(>4小时)、需集中送检等问题。抗体检测是对人体血液中的抗体水平进行检测(igm和igg)，主要包括胶体金法和磁微粒化学发光法。其检测方法存在一定的窗口期，仅用作对病毒核酸检测阴性疑似病例的补充检测。抗原检测主要有两种方法，胶体金法和荧光免疫层析法。

2、胶体金法的缺点之一是它与抗体通过静电吸附，容易被样品中的基质影响，过酸过碱过盐都会影响。这意味着，如果样品中存在过多的酸、碱或盐，可能会影响检测结果的准确性。荧光免疫层析法的缺点之一是它需要用紫外光作为激发光，操作程序稍显复杂，仪器设备要求和成本都较高。荧光免疫层析法需要专业的设备和技术人员来进行操作，这增加了检测成本和难度。此外，荧光免疫层析法还需要使用紫外光来激发荧光物质，这一过程需要严格控制激发光的强度和时间，以确保检测结果的准确性。总之，以上方法虽然能够快速准确地检测出病原体的感染，但其操作步骤相对复杂，需要专业设备和技术人员来进行操作。这些因素都增加了以上方法的使用难度、限制了它们的应用范围。

3、酶催化技术是生物传感的常用方法。人工酶作为天然酶的替代品，具有合成简单、成本低、稳定性好、易于修饰等优点，在生物分析检测和医疗诊断领域有广阔的应用前景。目前，对人工酶的设计以模拟天然酶的催化活性中心为主。辣根过氧化物酶(hrp)以fe-nx为活性中心，催化效应主要与血红素中铁原子轴向配位组氨酸的“push”效应，以及远端组氨酸和精氨酸残基对o-o键断裂的“pull”效应有关。血蓝蛋白是以一价铜离子作为辅基的蛋白质，含两个直接连接多肽链的亚铜离子。其与含铁的血红蛋白类似，易与氧结合与解离而呈不同颜色。包括脱氧和氧合血蓝蛋白，两者的不同之处是在氧分子条件下，一个氧分子分别与两个cu相结合形成cu(ii)-o-cu(ii)的结构。研究发现，相比于单核金属生物酶，双核金属生物酶两个靠近金属离子间相互作用的反应机理有利于催化反应进行，表现出更高的催化活性和效率。因此，高效的仿酶体系可以成为快速灵敏生物检测的有力手段。

4、可见，现有技术至少存在以下缺陷：一、检测步骤较繁琐复杂，普通大众对其操作不易快速掌握；二、现有病原体检测方法灵敏度有待提高；三、检测结果存在假阴性或假阳性。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题包括：

2、一、构建使用者友好型抗原检测试剂盒，实现简便、快速、灵敏地病原体自检：利用“一管式”集成反应与检测的一体设计平台，兼顾病原体的定性和定量检测，实现使用者友好型的检测。

3、二、提高现有病原体抗原检测法的灵敏度，降低假阴性概率：结合病原体信号富集放大手段，提高方法的最低检测限，增强灵敏度，从而降低漏检概率。

4、三、增强检测的特异性，降低假阳性概率：通过采样管基底以及防污多肽层的设计，排除检测过程中非靶标的干扰，增强检测系统的抗干扰性。

5、如图1所示，本实用新型通过构建双核铜mofs对天然酶催化活性中心结构进行模拟，深入研究该模拟酶催化性能的影响因素、催化机理和抗体功能化效率，以获得高效抗体功能化人工酶模板(2cu-mofs)。通过在采样容器10的内表面固定树状多肽特异性识别病原体抗原，与修饰有对应病原体抗体的模拟酶形成夹心三明治结构。底物tmb通过铝膜、塑料膜等保护膜40被封闭在容器盖20内部，然后使用者通过按压破膜装置30，破坏保护膜40，使容器盖20内的底物tmb流入采样容器10中，进而实现模拟酶2cu-mofs与底物tmb的结合，然后利用比色技术对待测样本进行分析。此方案将人工酶技术与比色法相结合，操作简便，反应迅速，亦可提高检测精确度。该方案利用模拟增效人工酶催化性能以放大检测信号，有望实现自检技术和商品设计的双重突破。

6、综上所述，在检测耗时方面，申请人通过模拟天然酶催化活性中心结构双核铜，提高催化反应速度，减少检测时间；在检测灵敏度方面，利用经济稳定的树状多肽高效、特异地识别病原体，排除样本中干扰因素影响，从而提高检测敏感性和降低假阴性和假阳性概率；在检测便捷性方面，申请人提出集“样本处理、检测和结果读出”为一体的“一管式”检测法进行定性检测。反应物tmb液体被放置在容器盖内部一个铝膜等的保护膜中，这种保护可以大大延长保质期，待使用时，通过按压/挤压/旋转容器盖等方式，容器盖内的锯齿可以戳破保护膜。利用比色技术和手机终端软件对待测者口腔、鼻腔、咽部和尿液等样本进行分析。检测过程无需专业人员和大型检测仪器，操作可分为“滴-倒-按”3步。该方法快速、灵敏、便捷。

7、据此，本实用新型首先提供了一种病原体超敏高特异性自检试剂装置，包括采样容器，在采样容器的内表面修饰有树状防污多肽和抗体功能化模拟酶；还包括容器盖，容器盖内通过保护膜封闭有反应物；容器盖顶部设置有破膜装置，通过按压破膜装置，可使保护膜破裂，从而使显示反应物或显色反应物溶液进入采样容器内。

8、进一步地，破膜装置为设置在容器顶部的弹性凸起，弹性凸起和保护膜共同将显示反应物或显色反应物溶液封闭在容器盖内，弹性凸起可被按下而向容器盖内部凹入，则显示反应物或显色反应物溶液在按压力作用下，冲破保护膜进入采样容器中。

9、进一步地，在弹性凸起底面还设置有突刺部，当按下弹性凸起时，可通过突刺部刺破保护膜，使显示反应物或显色反应物溶液进入采样容器中。

10、进一步地，容器盖为金属或塑料材质。

11、进一步地，容器盖、弹性凸起和突刺部为一体成型。

12、进一步地，破膜装置为设置在容器盖上的按钮，设置在按钮的另一端的突刺部通过设置在容器盖上的套管部延伸至容器盖内部；按钮和套管之间设置有限位环；限位环通过拉环连接在容器盖底部；限位环可通过拉环被扯掉，然后按钮可被按下，通过按钮的穿刺部破坏保护膜，使得封闭在容器盖内的显示反应物或显色反应物溶液进入采样容器中。

13、进一步地，抗体功能化模拟酶为贵金属纳米颗粒、氧化物纳米颗粒、mofs材料或天然酶。

14、进一步地，抗体功能化模拟酶为功能化双核铜mofs。

15、进一步地，保护膜为铝膜或遮光性的塑料膜。

16、本实用新型的优点在于：

17、1、本实用新型构建了使用者友好型抗原检测装置，采用“一管式”集成反应与检测的一体设计平台，能够简便、快速、灵敏地进行病原体自检。

18、2、本实用新型的病原体抗原检测方法通过结合信号富集放大手段，提高了灵敏度，降低了假阴性概率。

19、3、本实用新型通过采样管基底和防污多肽层的设计，增强了检测的特异性，降低了假阳性概率。

20、以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。