[发明专利]便携式荧光检测设备及诊断方法

说明书

本发明涉及便携式荧光检测设备及诊断方法。本文提供使用移动计算设备的相机模块检测来自样品的荧光信号的设备和系统。还提供使用本文所述的设备和系统检测靶核酸的方法和诊断微生物感染的方法。

技术领域

本申请涉及用于诊断微生物感染的低成本、便携式荧光检测设备。

背景技术

冠状病毒是包膜RNA病毒，其广泛分布于人类、其他哺乳动物和鸟类之 间，并引起呼吸道、肠道、肝脏、和神经系统疾病。尽管大多数人类冠状病 毒感染是温和的，但两种毒株已与有时致命的疾病有关。其中之一是 SARS-CoV，这是2002年和2003年爆发严重急性呼吸系统综合征的病因；另 一种是MERS-CoV，这是2012年爆发严重呼吸系统疾病的病原体。最近，一 种名为2019-nCoV即SARS-CoV2的新型冠状病毒毒株在住院患者中鉴定出 来。系统发育分析揭示了2019-nCoV即SARS-CoV2在正冠状病毒亚科 (Orthocoronavirinae)sarbecovirus亚属内形成分支。该新型毒株也与更严重的 和有时致命的疾病有关(Zhu等人(2020),2019,NEJM,DOI: 10.1056/NEJMoa2001017)。

已经开发了一些方法以诊断2019-nCoV即SARS-CoV2，包括高通量测序 和实时逆转录PCR(Zhu等人(2020))。然而，这些方法耗时且需要专门的设备。 为了更好地诊断和控制像2019-nCoV即SARS-CoV2的微生物感染的传播，需 要开发快速且低成本的诊断设备，这些设备可在各种现场测试环境例如当地 诊所、火车站、机场和家庭中使用。

本文引用的所有参考文献，包括专利申请和出版物，均通过引用整体并 入本文。

发明内容

本申请提供荧光检测设备和系统，以及使用此类设备和系统的方法。

本申请的一方面提供用于检测来自检测板的荧光信号的系统，其包括： (a)基座结构，其包括支承面；(b)发光二极管(LED)单元，其附接至基座结构， 其中所述LED单元包括：LED光源，和锥形反射器，所述锥形反射器配置为 聚焦由LED光源发出的光束，以使光束沿着支承面传输并穿过置于支承面上 的检测板；和(c)壳体，其配置为封入基座结构和LED单元，其中所述壳体包 括开口；其中包括相机模块的移动计算设备可以附接至壳体，以捕获通过开 口的检测板的图像。在一些实施方案中，系统是便携式的。

在一些根据上述任何一种系统的实施方案中，将锥形反射器配置为聚焦 光束，使得所述光束相对于支承面呈约10°以下的角度。在一些实施方案中， 将锥形反射器配置为聚焦光束，使得所述光束平行于支承面。

在一些根据上述任何一种系统的实施方案中，系统还包括配置为置于开 口上方的滤光器。在一些实施方案中，LED光源具有约470nm至约510nm、 例如约490nm的波长。在一些实施方案中，所述滤光器选择性地透射波长约 530至约580nm、例如约550nm的光。

在一些根据上述任何一种系统的实施方案中，壳体为盒(例如，暗盒)。 在一些实施方案中，壳体包括具有开口的表面的盒，其中移动计算设备可以 附接至表面。在一些实施方案中，系统还包括封入在壳体中的用于LED光源 的电池。在一些实施方案中，基座结构与LED单元是可拆卸的。

在一些根据上述任何一种系统的实施方案中，系统还包括配置为将相机 模块置于开口上方的移动计算设备。在一些实施方案中，移动计算设备是智 能手机。

在一些根据上述任何一种系统的实施方案中，系统还包括配置为置于支 承面上的检测板。在一些实施方案中，检测板包括两个或更多个反应池。