基于封闭式卡盒的病原体现场快速检测系统研究“由东南大学生命科学与技术学院教授何农跃研究完成。 检测原理：采用磁珠法核酸提取对目标病原体核酸进行提取纯化，核酸提取过程采用液体转移的方式，主要包括裂解、结合、清洗、洗脱四个步骤，纯化后的核酸被自动转移至扩增检测区进行实时荧光定量PCR步骤，根据荧光曲线，判断检测结果。为了实现自动化检测，避免交叉污染，以上所有操作均集成在一个封闭的卡盒中完成，无需手工操作，可全自动实现“样本输入，结果输出”。 本研究提供一种病原体现场快速检测系统，系统分为两层结构，上层结构包含上层底板，水平轴控制组件和竖直轴控制组件，下层结构包含下层底板，磁分离组件和热组件，荧光检测组件。配合封闭式病原体检测卡盒，卡盒固定安装在系统中，通过PC端设计的软件控制系统对卡盒中液体的操作，可自动完成基于磁珠法的病原体快速荧光检测。整个系统操作简单，安全，并且检测结果以报告的形式直观展现。 本产品外形为近似立方体，长宽高约为30 cm，系统整体质量约为15 Kg，主要包括三部分，封闭式卡盒、一体化检测装置和配套的PC端控制软件。

昆虫病原线虫是韭蛆等蔬菜有害昆虫的天敌，本项目的针对性：韭菜存在的韭蛆危害. 大棚蔬菜根部及叶面虫害防治.城市树木钻蛀型害虫的防治.中草药根部虫害的防治.高尔夫球场草坪草根部虫害防治。 韭蛆取食韭菜根部是韭菜的主要害虫， 因防治韭蛆大量使用农药造成韭菜农药残留超标严重危害人民身体健康。 项目进展：已完成固体和液体方法培养并生产昆虫病原线虫及其储藏的技

本实用新型公开了一种便携式动物病原微生物快速检测箱，包括上盖、箱体和工具盒，所述箱体上端设有上盖，所述上盖顶端设有提手，所述上盖顶端表面设有光伏组件，所述箱体后端设有拉杆，所述拉杆顶端设有拉手，所述箱体左端外侧设有工具盒，所述箱体内设有冷藏区和保温区，所述冷藏区内侧四周均设有多个制冷块和紫外线灯珠，所述保温层底端设有储水腔，所述储水腔内设有电加热装置，所述冷藏区和保温区内均设有试管架，所述上盖底端设有密封层，所述箱体底端四角均设有滚轮，所述光伏组件与蓄电池电连接。本实用新型结构简单，节能环保，操作简单、便携性好，大大提高了样品的存储效果，可在现场快速检测，确保检测结果的准确性。

当今世界，传染病形势日益严峻，为了实现传染病的现场快速诊断，本项目开发了一种基于封闭试卡盒的全自动便携式病原体检测系统，该系统以封闭式卡盒为核心，在系统外部移液、磁分离、热循环等驱动下全自动地完成病原体核酸样本提纯和实时荧光PCR扩增检测，在两个小时内全自动地实现生物样本输入到检测结果输出整个过程。系统小巧便携，操作简便；封闭式卡盒的设计有效地避免了样本间的交叉污染，使诊断结果更加稳定可靠。

 乙肝病毒是我国肝炎、肝硬化与肝癌的主要原因。本项目率先提出利用纳米粒子的特殊效应来解决病原体侦检的灵敏度、特异性与通量的关键技术问题，对实现这些病原微生物早诊断与疗效监测具有十分重大的意义。 通过本项目实施，取得了如下创新成果：1. 研发了磁性纳米粒子与量子点标记的层析芯片，研制了对磁信号与光信号进行定量检测的层析芯片阅读仪，实现了抗原或抗体的定性、定量多指标同步检测；2. 建立了量子点标记荧光偏振技术，筛选出3 个HBV sAgB 细胞表位；筛选出一对前S1 区小鼠源单克隆抗体HB1 与HB3，研发前S1 区的酶联试剂盒；建立了唾液诊断乙肝的方法；3.研发了巨磁阻抗效应结合微流控芯片基础上HPV 病毒快速分型方法；利用巨磁阻效应结合微流控芯片与等温PCR 扩增技术，研制出便携式肝炎病毒快速基因分型系统；4. 研发了组合式毛细管基因芯片，实现了多群耐药突变与基因分型检测。获发明专利授权25项，计算机软件著作权3 项，医疗器械证书3项；教育部成果鉴定结论为“总体达到国际先进水平，基于纳米技术的乙型肝炎诊断新技术方法与传感器件达到国际领先水平”。获中国电子学会技术发明二等奖。 应用情况：产品在全国数百家医院获得应用。成果对于提高我国病原微生物诊疗水平、推动纳米医疗器械产业具有重大意义。

成果介绍成果采用磁珠法核酸提取对目标病原体核酸进行提取纯化，核酸提取过程采用液体转移的方式，主要包括裂解、结合、清洗、洗脱四个步骤，纯化后的核酸被自动转移至扩增检测区进行实时荧光定量PCR步骤，根据荧光曲线，判断检测结果。产品近似立方体，长宽高约为30cm，系统整体质量约为15Kg，主要包括封闭式卡盒、一体化检测装置和配套的PC端控制软件三部分结构。系统主要功能为全自动磁珠法核酸提取和多重实时荧光PCR扩增检测，经优化后可在1小时内完成“样本输入—结果输出”全过程，最多可进行6重检测。检测过程全封闭全自动，在卡盒中完成，避免了交叉污染。技术创新点及参数该成果提供一种病原体现场快速检测系统两层结构，上层结构包含上层底板，水平轴控制组件和竖直轴控制组件，下层结构包含下层底板，磁分离组件和热组件，荧光检测组件。配合封闭式病原体检测卡盒，卡盒固定安装在系统中，通过PC端设计的软件控制系统对卡盒中液体的操作，可自动完成基于磁珠法的病原体快速荧光检测。整个系统操作简单，安全，并且检测结果以报告的形式直观展现。市场前景本产品样机在江苏疾控中心和浙江疾控中心进行过多种临床样本检测试验，检测样本种类有：粪便、唾液、脑脊液等，检测病原体种类有：腺病毒、艰难梭菌、大肠杆菌等。同一样本，使用本系统检测结果与手工核酸提取+商用荧光定量PCR仪（Roche LightCycler96）检测结果相当（Ct值）。本产品正用于非典型性肺炎新冠病毒快速检测研究。

本课题研发用于海洋环境（海水及水产品）中病毒、致病菌等病 原微生物、重点针对可能引起人类疾病的细菌和病毒（如总杆菌数、 大肠杆菌、粪链球菌、产气荚膜梭菌、铜绿假单孢菌、金黄色葡萄球 菌、腺病毒、肠道病毒、甲肝病毒、副溶血弧菌、创伤弧菌、沙门氏 菌及李斯特菌）快速检测的分子生物技术，为研制用于这些微生物的 现场监测手段和设备奠定理论和技术基础。检测方法采用基因芯片检 测、蛋白质检测和聚合酶链式反应（PCR）检测三种

本课题研发用于海洋环境（海水及水产品）中病毒、致病菌等病原微生物、重点针对可能引起人类疾病的细菌和病毒（如总杆菌数、大肠杆菌、粪链球菌、产气荚膜梭菌、铜绿假单孢菌、金黄色葡萄球菌、腺病毒、肠道病毒、甲肝病毒、副溶血弧菌、创伤弧菌、沙门氏菌及李斯特菌）快速检测的分子生物技术，为研制用于这些微生物的现场监测手段和设备奠定理论和技术基础。检测方法采用基因芯片检测、蛋白质检测和聚合酶链式反应（PCR）检测三种。

该成果获 2013 年度教育部科学技术进步奖一等奖， 2017 年国家科技进步二等奖。成果探明了我国食源性弯曲菌、沙门菌、单核细胞增生李斯特菌和副溶血性弧菌在全产业链的定量流行病学新特征，创建了其快速定性、定量检测新技术，菌种库和分子溯源数据库以及定量风险评估体系，建立了风险预测模型和软件，定量评估了鸡肉弯曲菌污染对我国人群的健康风险；创制了新型消毒制剂、有机酸和低温控制技术和新型系列防控疫苗等病原菌干预技术，形成了覆盖产业链全程的食源性病原菌集成防控技术体系，实现了传播和风险的有效防控。

成果描述：项目针对猪鸡病原菌耐药性导致细菌病难防控、用药量大、产品药残的关键技术难题，取得了重大理论和方法创新成果。 项目揭示了我国近12年猪鸡病原细菌耐药性变化规律，建立菌种库和耐药数据库，创立了5种细菌耐药基因分子检测新方法；改进了7种动物专用抗生素及其制剂的生产工艺和质量；创制了非生素免疫增强剂4种。获国家2类新兽证书6个，3类2个。获国家发明专利12项，实用新型专利1项。主编参编专著6部，发表论文123篇，包括本专业权威SCI论文AAC(IF:4.672)，JAC(IF:4.659)等35篇。成果应用使猪鸡抗生素用量减少30%-70%，细菌病降低50%，节省用药成本30%，为有效控制猪鸡细菌感染及耐药，减少抗生素使用，保障公共卫生和食品安全提供了新的理论和技术。市场前景分析：应用领域：本项目的应用领域主要为兽药、疫苗生产企业以及大中型猪鸡养殖生产企业。可共同企业合作开发新型兽药、生物制品等，同时也可为大中型猪鸡养殖生产企业提供技术支撑，有效降低抗生素的使用，保障产品安全，打造高品质放心品牌。市场需求：猪鸡细菌性疾病严重危害公共卫生和食品安全，如猪链球菌、猪鸡沙门氏菌引起人感染发病的公共卫生事件。在规模化养殖条件下，细菌性疾病呈多发趋势如大肠杆菌等，畜禽因细菌性疾病致死或生产性能下降等造成全国年直接经济损失400亿元（畜牧业年鉴2010）。病原细菌产生耐药性是致细菌疾病难控治、用药量大（每年畜禽抗生素原料药用量多达10万吨）、产品药残高的关键技术难题，如近年来出现耐多种抗生素的结核杆菌、金黄葡萄球菌、大肠杆菌等“超级耐药菌”，引起了极大关注。本项目通过产学研结合12年联合攻关，创立了细菌耐药基因的分子检测新方法，揭示了细菌耐药性变化规律，创新了耐药性控制理论和应用技术，并在安全高效新兽药研发中得到广泛应用（图1），可为保障我国猪鸡养殖健康、公共卫生和产品安全提供了有力的科技支撑，其市场需求极大。与同类成果相比的优势分析：“该项目已在国内多个省市规模化猪场，鸡场、示范区、饲料厂、兽药厂等进行了推广应用，成果应用效益显著。研究成果丰富了病原菌耐药基因的基础理论研究，为病原菌的耐药性分子检测和监测提供了新的技术手段，项目选题技术路线合理，研究手段先进，数据可靠，结果可信，具有先进性、创新性和实用性的特点。其成果总体水平居国内领先、国际先进，部分成果处于国际领先水平”。