[發(fā)明專利]一種基于拉曼光譜測量的細胞培養(yǎng)液質(zhì)量檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710227963.9
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN107132208B
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙一雷;梁波;宣黎明;孔令印;劉國寧
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州貝康醫(yī)療器械有限公司
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 陳靜

本發(fā)明公開了一種基于拉曼光譜測量的細胞培養(yǎng)液質(zhì)量檢測方法，包括如下步驟：細胞培養(yǎng)液的采集；拉曼光譜信號的采集、處理和分析；使用拉曼光譜技術(shù)測量細胞培養(yǎng)液中代謝產(chǎn)物的原始拉曼光譜信號；判斷原始拉曼光譜信號是否合格，對合格的原始拉曼光譜信號進行數(shù)據(jù)信號處理，得到可分析信號；再對可分析信號進行差異統(tǒng)計分析得到差異信號，利用差異信號建模，并利用支持向量機對差異信號進行分類，對正常和異常的細胞培養(yǎng)液光譜信號進行區(qū)分，得到細胞培養(yǎng)液質(zhì)量結(jié)果。本發(fā)明通過拉曼光譜檢測細胞培養(yǎng)液中差異信號，檢測出細胞培養(yǎng)液質(zhì)量，從而達到無創(chuàng)評價細胞生長狀態(tài)的目的，且本發(fā)明便捷有效、低成本，可大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化、流程化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于細胞培養(yǎng)液檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種基于拉曼光譜測量的細胞培養(yǎng)液質(zhì)量檢測方法。

背景技術(shù)

使用拉曼光譜技術(shù)結(jié)合化學計量學方法可開發(fā)出一種快速、高效且無創(chuàng)的檢測方法，用于評價復雜組分的細胞培養(yǎng)液，從而判斷細胞生長狀態(tài)。由于不需要進行復雜的樣本制備，且水沒有響應信號，拉曼光譜技術(shù)在對多組分水溶液檢測上具有顯著的優(yōu)勢。光譜技術(shù)操作方便，成本低廉，已廣泛應用于醫(yī)學領(lǐng)域，在應用理念和技術(shù)創(chuàng)新方面具有突破性。

在實際應用中，迫切需要一種能夠快速、準確且成本較低的細胞活性鑒定技術(shù)。低分子量代謝物作為細胞調(diào)控進程中的最終產(chǎn)物，可以揭示生物系統(tǒng)對營養(yǎng)及環(huán)境因素改變的應答，更快速地反映細胞活力。因此，可以通過測量細胞培養(yǎng)液中的代謝產(chǎn)物變化和培養(yǎng)基消耗偏好來對細胞生長質(zhì)量進行評估。

對于細胞培養(yǎng)液影響細胞發(fā)育的機理方面，早期有較多研究集中在分析某幾種明確的代謝物，以作為生物標記物來表征細胞發(fā)育潛力，但由于代謝物水平存在時序性和多樣性，目前并無明確的生物標記物可以在所有的培養(yǎng)條件和培養(yǎng)過程中適用，哪些成分對細胞生長活性起核心作用也沒有定論。近期有研究關(guān)注于分析整個代謝指紋圖譜，即對特定生理階段或發(fā)育期細胞中所有低分子量化合物(相對分子量<1000)的動態(tài)定量分析。

當前使用拉曼光譜法檢測細胞培養(yǎng)液的研究尚處于發(fā)展階段。現(xiàn)有技術(shù)中有使用AVALON拉曼光譜儀檢測了五種化學成分清晰的混合物溶液，如多種氨基酸、多種有機酸或無機酸等，使用主成分分析法和獨立軟模式類簇法進行數(shù)據(jù)分析比較，所建立的分析模型可準確的進行培養(yǎng)基質(zhì)量鑒定。還有使用拉曼光譜儀檢測多種CHO細胞培養(yǎng)液，使用最小二乘法進行數(shù)據(jù)分析，建立了拉曼光譜法在線無創(chuàng)實時測定培養(yǎng)液中葡萄糖和乳酸含量的方法。本文在已有研究的基礎(chǔ)上，通過檢測同一類型細胞在同等培養(yǎng)條件下的培養(yǎng)液的拉曼光譜，使用支持向量機法對數(shù)據(jù)進行分類建模，建立了完善的數(shù)據(jù)采集、預處理及數(shù)據(jù)建模流程，實現(xiàn)了高效的且無創(chuàng)的細胞生長活性鑒定，可進一步推廣做臨床應用。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明旨在提供一種準確率高、檢測流程簡便、成本低廉的基于拉曼光譜測量的細胞培養(yǎng)液質(zhì)量檢測方法。

技術(shù)方案：一種基于拉曼光譜測量的細胞培養(yǎng)液質(zhì)量檢測方法，包括如下步驟：

(1)細胞培養(yǎng)液的采集：取經(jīng)細胞培養(yǎng)一段時間的細胞培養(yǎng)液；

(2)拉曼光譜信號的采集：使用拉曼光譜技術(shù)測量步驟(1)所得細胞培養(yǎng)液中代謝產(chǎn)物的原始拉曼光譜信號；判斷原始拉曼光譜信號是否合格，是則進入步驟(3)，否則，重復對該細胞培養(yǎng)液進行拉曼光譜技術(shù)測量；

(3)拉曼光譜信號的處理：對步驟(2)獲取的合格原始拉曼光譜信號進行數(shù)據(jù)信號處理，得到可分析信號；

(4)拉曼光譜信號的分析：對步驟(3)得到的可分析信號進行差異統(tǒng)計分析得到差異信號，利用差異信號建模，并利用支持向量機對差異信號進行分類，對正常和異常的細胞培養(yǎng)液光譜信號進行區(qū)分，得到細胞培養(yǎng)液質(zhì)量結(jié)果。

進一步的，所述步驟(1)中所取的細胞培養(yǎng)液為7微升。

進一步的，所述7微升細胞培養(yǎng)液放置在微量溶液檢測池中。