(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111533773.2 (22)申请日 2021.12.15 (71)申请人 中国科学院上海硅酸盐研究所 地址 200050 上海市长 宁区定西路12 95号 (72)发明人 杨勇　彭宇思　黄政仁　 (74)专利代理 机构 上海瀚桥专利代理事务所 (普通合伙) 31261 专利代理师 曹芳玲　郑优丽 (51)Int.Cl. G01N 21/65(2006.01) G06K 9/62(2022.01) G06N 20/00(2019.01) C12Q 1/70(2006.01) C12R 1/93(2006.01) (54)发明名称 一种用于判断环境中新型冠状病毒传染性 的两步SERS检测方法 (57)摘要 本发明涉及一种用于判断环境中新型冠状 病毒传染性的两步SERS检测方法， 选 择SERS增强 衬底， 对SARS ‑CoV‑2 S蛋白和RNA进行SERS检测， 并根据其SERS信号的差异性构建判别标准； 然后 结合机器学习方法来对环境中存在的新冠病毒 样本进行的两次SERS检测获得的拉曼光谱进行 归类处理， 以判断出环境中存在的新冠病毒的传 染性。 权利要求书2页 说明书10页 附图5页 CN 114609115 A 2022.06.10 CN 114609115 A 1.一种用于判断环境中新型冠状病毒传染性的两步SERS检测方法， 其特征在于， 选择 SERS增强衬底， 对SARS ‑CoV‑2 S蛋白和RNA进行SERS检测， 并根据其SERS信号的差异性构建 判别标准； 然后结合机器学习方法来对环境中存在的新冠病毒样 本进行的两次S ERS检测获 得的拉曼光谱进行归类处 理， 以判断出环境中存在的新冠病毒的传染性。 2.根据权利要求1所述的用于判断环境中新型冠状病毒传染性的两步SERS检测方法， 其特征在于， 选择S ERS增强衬底， 对环境中多个新冠病毒样 本进行第一次SERS检测， 并根据 SARS‑CoV‑2 S蛋白和RNA的判别标准， 结合机器学习方法来对其第一次SERS检测获得的拉 曼光谱进行归类处 理： 1） 当新冠病毒样本的第一次SERS检测的拉曼光谱仅呈现出S蛋白的拉曼峰时， 该新冠 病毒样本被判断为具有完整病毒结构的活冠状病毒样本， 即具有病毒传染性； 2） 当新冠病毒样本的第一次SERS检测的拉曼光谱同时呈现出新冠病毒S蛋白和RNA的 拉曼峰时， 该新冠病毒样本被判断为裂解的死冠状病毒样本， 或部分病毒结构完整的活冠 状病毒和部分裂解的死 冠状病毒的混合病毒样本； 此时， 病毒样本的传染性无法判断。 3.根据权利要求2所述的用于判断环境中新型冠状病毒传染性的两步SERS检测方法， 其特征在于， 第一次SERS检测后， 对于拉曼光谱同时呈现出新冠病毒S蛋白和RNA拉曼峰的 病毒样本需要进 行RNA的去除和再裂解处理后， 再进 行第二次S ERS检测， 结合机器学习方法 来对其第二次SERS检测获得的拉曼光谱进行归类处 理： 1） 当新冠病毒样本的第二次SERS检测的拉曼光谱仅呈现出S蛋白的拉曼峰时， 该新冠 病毒样本被判断为裂解的死 冠状病毒样本， 即不具有病毒传染性； 2） 当新冠病毒样本的第二次SERS检测的拉曼光谱同时呈现出新冠病毒S蛋白和RNA的 拉曼峰时， 该新冠病毒样本被判断为部 分病毒结构 完整的活冠状病毒和部 分裂解的死冠状 病毒的混合病毒样本， 即具有病毒传染性。 4.根据权利要求1所述的用于判断环境中新型冠状病毒传染性的两步SERS检测方法， 其特征在于， 所述冠状病毒包括M ERS、 SARS ‑CoV、 SARS ‑CoV‑2及其变异病毒。 5.根据权利要求1所述的用于判断环境中新型冠状病毒传染性的两步SERS检测方法， 其特征在于， 所述SERS增强衬底为贵金属SERS衬底、 半导体SERS衬底或贵金属和半导体的 复合SERS衬底。 6.根据权利要求2所述的用于判断环境中新型冠状病毒传染性的两步SERS检测方法， 其特征在于， 包括： （1） 第一次SERS检测后， 对于拉曼光谱同时呈现出新冠病毒S蛋白和RNA拉曼峰的病毒 样本中存在裂解的冠状病毒所释放出的RNA； （2） 采用磁珠缓冲液RM从裂解的冠状病毒混合液中去除RNA， 得到去除RNA的冠状病毒 混合液； （3） 将去除RNA的冠状病毒混合液， 置于温度小于4℃的冰浴中通过细胞破碎机振荡超 声进行重新再裂解。 7.根据权利要求6所述的用于判断环境中新型冠状病毒传染性的两步SERS检测方法， 其特征在于， 将 磁珠缓冲液RM与存在RNA的裂解冠状病毒混合液混合均匀， 通过瞬时离心将 磁珠和RNA混合物离心至离心管底部， 置于磁力架静置2～5分钟后取上清液， 得到去除RNA 的冠状病毒混合液。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114609115 A 28.根据权利要求7所述的用于判断环境中新型冠状病毒传染性的两步SERS检测方法， 其特征在于， 加入的磁珠缓冲液RM的体积为存在RNA的裂解冠状病毒混合液的2~2.2倍。 9.根据权利要求7所述的用于判断环境中新型冠状病毒传染性的两步SERS检测方法， 其特征在于， 所述瞬时离心的转速为10 000～12000转/分钟， 时间为1～ 2分钟。 10.根据权利要求6所述的用于判断环境中新型冠状病 毒传染性的两步SERS检测方法， 其特征在于， 所述细胞破碎机超声振荡的功率为额定功率1000W的90%～100%， 时间为60～ 120秒。 11.根据权利要求1 ‑10中任选一所述的用于判断环境中新型冠状病毒传染性的两步 SERS检测方法， 其特征在于， 采用支持向量机等机器学习方法， 并基于构建的S ERS信号判别 标准， 选取一定比例的训练集和测试集， 选择多项式核函数、 RBF核函数和线性核函数对训 练数据进 行交叉验证， 最后选择精度最高的线性核函数来对两次S ERS检测得到 拉曼光谱数 据进行判别分类。 12.根据权利要求11所述的用于判断环境中新型冠状病毒传染性的两步SERS检测法， 其特征在于， 两步SERS检测法中关于SARS ‑CoV‑2病毒的实验均在P2或P3实验室进行。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114609115 A 3