[發明專利]活體單細胞拉曼分析平臺數字控制系統和方法

有效

• 申請號: 201410579147.0
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN105588827B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 任立輝;寧康;蘇曉泉;徐健;肖航
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;G01N35/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 徐麗;周秀梅

1.一種活體單細胞拉曼分析平臺數字控制系統，其特征在于，包括：

儀器控制模塊，用于采集顯微鏡、EMCCD、三維調節平臺的參數信息，并將采集到的參數信息發送給細胞圖像識別分析模塊，接收細胞圖像識別分析模塊的細胞坐標信息，根據所述細胞坐標信息生成三維調節平臺的XYZ軸移動量；

細胞圖像識別分析模塊，用于根據儀器控制模塊采集到的參數做細胞邊緣檢測、細胞識別和坐標識別，得到細胞坐標，并將細胞坐標發送給儀器控制模塊和拉曼分析處理模塊；

拉曼分析處理模塊，用于根據細胞坐標掃描細胞并獲得其拉曼光譜，將拉曼光譜利用SVM分類算法得到的數據與已知的拉曼圖譜數據庫中的數據進行比對，獲得單細胞種類及培養條件信息，將單細胞種類及培養條件信息傳送給單細胞篩選控制模塊；

單細胞篩選控制模塊，根據拉曼分析處理模塊提供的單細胞種類及培養條件信息進行單細胞篩選，從而獲得所需種類單細胞。

2.根據權利要求1所述的活體單細胞拉曼分析平臺數字控制系統，其特征在于，所述拉曼光譜利用SVM分類算法得到的數據與所述已知的拉曼圖譜數據庫中的數據，均記錄單細胞的4類信息：A、項目信息，包括序號，測試時間；B、樣品制備信息，包括細胞名字，溫度；C、儀器參數，包括激光器波長，光柵，積分時間；D、細胞信息，包括位置、圖像、拉曼譜圖。

3.一種活體單細胞拉曼分析平臺數字控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

輸入樣本：輸入不同種類的單細胞；

儀器控制模塊采集顯微鏡及EMCCD、三維調節平臺的參數，并將采集到的參數發送給細胞圖像識別分析模塊；

根據儀器控制模塊采集到的參數做細胞邊緣檢測、細胞識別和坐標識別，得到細胞坐標，并將細胞坐標發送給儀器控制模塊和拉曼分析處理模塊；

儀器控制模塊根據細胞坐標控制XYZ軸移動到細胞所在的位置；拉曼分析處理模塊將細胞坐標提供給拉曼光譜掃描光鉗，依次掃描所有細胞并獲得其拉曼光譜；

將單細胞拉曼光譜與拉曼圖譜數據庫進行對比，獲得該單細胞信息；

當滿足條件的單細胞到達微流控芯片的選擇分叉部位時，利用儀器控制模塊控制電磁閥將單細胞推入篩選細胞出口，否則單細胞流入廢液池。

4.根據權利要求3所述的活體單細胞拉曼分析平臺數字控制方法，其特征在于，所述細胞邊緣檢測采用Sobel/Prewitt圖像處理算法。

5.根據權利要求3所述的活體單細胞拉曼分析平臺數字控制方法，其特征在于，所述細胞識別和坐標識別采用圖像處理方式對細胞邊緣進行檢測和位置獲取。

6.根據權利要求3所述的活體單細胞拉曼分析平臺數字控制方法，其特征在于，所述拉曼分析處理模塊將細胞坐標提供給拉曼光譜掃描光鉗，依次掃描所有細胞并獲得其拉曼光譜，具體包括以下步驟：

三維調節平臺移動，根據細胞坐標調節三維調節平臺到細胞所在位置；

控制激光器開啟，并控制EMCCD進行光譜數據采集和保存；

進行下一個細胞光譜信息采集。