(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210386903.2 (22)申请日 2022.04.13 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114778522 A (43)申请公布日 2022.07.22 (73)专利权人 中子康 （武汉） 医药 科技有限公司 地址 430075 湖北省武汉市东湖开发区高 新大道666号武汉国家生物产业基地 项目B、 C、 D区研发楼B1栋 (72)发明人 戴甲培　夏承明　李祖昕　田逸　 周万　张蓓蕾　陈聪　刘娜　 陈琳华　韦巧　李金钟　李畅　 孙燕　王卓　(74)专利代理 机构 武汉开元知识产权代理有限 公司 42104 专利代理师 唐正玉 (51)Int.Cl. G01N 21/68(2006.01) G01N 21/01(2006.01) 审查员 李丽琴 (54)发明名称 放电光谱成像实时监测气溶胶中病毒检测 装置及方法 (57)摘要 本发明涉及一种放电光谱成像实时监测气 溶胶中病毒检测装置及方法， 检测装置为特斯拉 高频高压放电器的放电电极插入 金属容器内， 金 属容器上设有高透光圆形玻片、 进气口和出气 口， 进气口与气溶胶进样器相连， 出气口与气溶 胶后处理装置相连； 高透光圆形玻片上方设有电 动滤光镜转盘、 成像镜头、 光子成像或检测器件， 光子成像或检测器件通过成像镜头、 电动滤光镜 转盘和高透光圆形玻片实现对放电电极诱发金 属容器内气溶胶样品弱光辐射的成像或检测。 本 发明检测装置具有灵敏度、 快速、 操作性和拓展 性好、 可实现无人远距离操控和实时监控等优 点， 可广泛用于涉及人类和动物 致病病毒监控的 各种场景。 权利要求书2页 说明书6页 附图6页 CN 114778522 B 2022.12.27 CN 114778522 B 1.一种放电光谱成像实时监测气溶胶中病毒检测装置， 包括特斯拉高频高压放电器 (1)、 金属容器(3)、 高透光圆形玻片(4)、 电动滤光镜转盘(5)、 成像镜头(6)、 光子成像或检 测器件(7)、 气溶胶进样器、 气溶胶后处理装置(11)， 其特征在于： 特斯拉高频高压放电器 (1)的放电电极(2)插入金属容器(3)内， 金属容器(3)上设有高透光圆形玻片(4)、 进气口和 出气口， 进气口与气溶胶 进样器相连， 出气口与气溶胶后处理装置(11)相连； 高透光圆形玻 片(4)上方设有电动滤光镜转盘(5)、 成像镜头(6)、 光子成像或检测器件(7)， 光子成像或检 测器件(7)通过成像镜头(6)、 电动滤光镜转盘(5)和高透光圆形玻片(4)实现对放电电极诱 发金属容器(3)内气溶胶样品弱光辐射的成像或检测。 2.根据权利要求1所述的放电光谱成像实时监测气溶胶中病毒检测装置， 其特征在于 还包括： 空气泵(10)， 空气泵(10)连接在金属容器(3)的进气口。 3.根据权利要求1或2所述的一种放电光谱成像实时监测气溶胶中病 毒检测装置， 其特 征在于： 所述特斯拉高频高压放电器(1)的供电 电压在1.5 ‑3.0V之间的直 流电。 4.根据权利要求1或2所述的一种放电光谱成像实时监测气溶胶中病 毒检测装置， 其特 征在于： 所述金属容器(3)是一个圆柱形的中空容器， 内径为直径33mm,高37mm， 中空体积 30 毫升。 5.根据权利要求1或2所述的一种放电光谱成像实时监测气溶胶中病 毒检测装置， 其特 征在于： 所述高透光圆形玻片(4)是一个圆形石英玻片， 直径35毫米， 厚1毫米， 固定安装在 金属容器的上 方。 6.根据权利要求1或2所述的一种放电光谱成像实时监测气溶胶中病 毒检测装置， 其特 征在于： 所述电动滤光镜转盘(5)用于加载滤光片或陷光片， 辅助弱光光谱成像， 电动滤光 镜转盘(5)的动作受外 部控制系统控制。 7.根据权利要求1或2所述的一种放电光谱成像实时监测气溶胶中病 毒检测装置， 其特 征在于： 所述成像镜头(6)用于弱光成像的图像聚焦， 与光子成像或检测 器件(7)的光子成 像器件匹配。 8.根据权利要求1或2所述的一种放电光谱成像实时监测气溶胶中病 毒检测装置， 其特 征在于： 所述气溶胶后处理装置(11)用于气溶胶样本放电检测后的安全处理， 包括两个串 联的瓶子， 第一个瓶子内装有纯化水， 第二个瓶子装有1％的次氯酸盐消毒剂， 确保检测后 的气溶胶病毒样本在处 理后可以安全排 放到空气中。 9.利用权利要求1或2所述的一种放电光谱成像实时监测气溶胶中病毒检测装置的检 测方法， 其特征在于按以下步骤进行： 基于特斯拉放电的气溶胶弱光辐 射光谱成像流程在 675秒内完成， 使用电动滤光镜转盘(5)进行七个不同局部测试窗口LTWs 的光谱成像测试， 其中LTW‑1和LTW‑7为不加载陷光片或滤光片， 其它五个LTW ‑2至LTW‑6加载不同波长的陷光 片或滤光片； 利用UBIS系统对弱光辐射进行检测， EMCCD作 为光子成像器件， 抽取气溶胶样品注射到 金属容器内， 并在6 ‑8秒内完成， 设置外部控制系统控制电动滤光镜转盘(5)在成像过程中 按实验设计定时开关， 完成相关动作， 使实验过程自动进行； 设置完成后， 开始气溶胶手动 进样或自动进样各完成一次测试； 将EMCCD成像获得的一系列图像文件进行存储， 使用 EMCCD控制程序提取每帧图像的平均灰度值GV， 以适当的数据文件格式进 行储存， 做进一步 分析； 利用每帧图像的平均灰度值GV分析和比较气溶胶样品在不同局部测试窗口LTWs中的权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114778522 B 2弱光辐射变化； 进 行数据分析和比较， 使用受试者操作特征(ROC)曲线分析评估预测阳性病 毒检测结果的最佳截止值， 使用曲线 下面积(AUC)进 行敏感性和特异 性评估值的确定， 为进 一步的样品测试建立标准。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114778522 B 3