[發(fā)明專利]單細(xì)胞胞漿粘性測(cè)量裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810092406.5
• 申請(qǐng)日: 2018-01-30
• 公開（公告）號(hào): CN108414401B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳健;王棵;張毅;王軍波;陳德勇;孫曉昊;龍榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01N11/08
• 分類號(hào): G01N11/08
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 吳夢(mèng)圓

1.一種單細(xì)胞胞漿粘性測(cè)量裝置，包括：

微流控芯片模塊，包括：

主壓縮溝道，用于供細(xì)胞擠入并沿該主壓縮溝道方向運(yùn)動(dòng)；以及

至少一個(gè)側(cè)壓縮溝道，與所述主壓縮溝道相垂直，其第一端與所述主壓縮溝道交叉連通，第二端與外部連通，用于供細(xì)胞在經(jīng)過(guò)所述主壓縮溝道和側(cè)壓縮溝道的交叉位置時(shí)發(fā)生部分伸入；

其中，所述主壓縮溝道的橫截面積小于細(xì)胞橫截面，所述側(cè)壓縮溝道的橫截面積小于拉伸后細(xì)胞的側(cè)邊橫截面；

壓力控制模塊，連接至所述微流控芯片模塊，用于提供一使細(xì)胞沿所述主壓縮溝道運(yùn)動(dòng)以及在側(cè)壓縮溝道內(nèi)伸入的壓力；

圖像采集模塊，用于采集細(xì)胞經(jīng)過(guò)所述交叉位置時(shí)的圖像；以及

數(shù)據(jù)分析與處理模塊，與所述圖像采集模塊連接，用于對(duì)采集的圖像進(jìn)行處理得到細(xì)胞在所述側(cè)壓縮溝道內(nèi)的伸入長(zhǎng)度，并結(jié)合單細(xì)胞固有力學(xué)特性模型獲取單細(xì)胞胞漿粘性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單細(xì)胞胞漿粘性測(cè)量裝置，其中，所述側(cè)壓縮溝道至少有兩個(gè)，所述數(shù)據(jù)分析與處理模塊分別根據(jù)細(xì)胞在每個(gè)所述側(cè)壓縮溝道內(nèi)的伸入長(zhǎng)度，獲取對(duì)應(yīng)的單細(xì)胞胞漿粘性并對(duì)獲取的單細(xì)胞胞漿粘性進(jìn)行相互驗(yàn)證。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單細(xì)胞胞漿粘性測(cè)量裝置，其中，所述單細(xì)胞固有力學(xué)特性模型基于液滴模型建立，并通過(guò)以下公式表示：

其中，μ_c為細(xì)胞胞漿粘性，為細(xì)胞在一側(cè)壓縮溝道中的伸入長(zhǎng)度隨時(shí)間的變化率；R_p為所述側(cè)壓縮溝道的半徑；ΔP為驅(qū)動(dòng)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的壓強(qiáng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單細(xì)胞胞漿粘性測(cè)量裝置，其中：

所述主壓縮溝道的橫截面為矩形，對(duì)角線尺寸介于5～20μm之間；和/或

所述側(cè)壓縮溝道的橫截面為矩形，對(duì)角線尺寸介于2～20μm之間；和/或

所述微流控芯片模塊還包括：

細(xì)胞流入通道，連接至所述主壓縮溝道，用于使細(xì)胞順利進(jìn)入所述主壓縮溝道；

細(xì)胞入口，設(shè)置于所述細(xì)胞流入通道上，用于加入細(xì)胞并使細(xì)胞進(jìn)入所述細(xì)胞流入通道；

細(xì)胞流出通道，連接至所述主壓縮溝道，用于使細(xì)胞從所述主壓縮溝道流出后排出所述微流控芯片模塊；以及

細(xì)胞出口，設(shè)置于所述細(xì)胞流出通道上，用于使細(xì)胞排出。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單細(xì)胞胞漿粘性測(cè)量裝置，其中：

當(dāng)所述壓力控制模塊提供正壓時(shí)，其連接至所述細(xì)胞入口；

當(dāng)所述壓力控制模塊提供負(fù)壓時(shí)，其分別連接至所述細(xì)胞出口以及每個(gè)所述側(cè)壓縮溝道的第二端。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單細(xì)胞胞漿粘性測(cè)量裝置，其中，所述壓力控制模塊包括：

壓力源，其提供壓力來(lái)源；

壓力控制器，連接至所述壓力源，用于輸出壓力并控制輸出的壓力大小；以及

密閉導(dǎo)管，連接所述壓力控制器和微流控芯片模塊，用于向所述微流控芯片模塊施加壓力。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單細(xì)胞胞漿粘性測(cè)量裝置，其中，所述圖像采集模塊包括：

顯微鏡，設(shè)置于所述交叉位置附近，用于對(duì)所述交叉位置處的圖像進(jìn)行放大；

攝像機(jī)，用于采集經(jīng)所述顯微鏡放大后的圖像；以及

控制器，連接至所述攝像機(jī)，用于控制所述攝像機(jī)的運(yùn)行。

8.一種使用如權(quán)利要求1至7任意一項(xiàng)所述的單細(xì)胞胞漿粘性測(cè)量裝置進(jìn)行胞漿粘性測(cè)量的方法，包括以下步驟：

使所述微流控芯片模塊中充滿溶液，用于使加入的細(xì)胞處于懸浮狀態(tài)；

向所述微流控芯片模塊中加入細(xì)胞，并控制細(xì)胞沿所述主壓縮溝道進(jìn)行運(yùn)動(dòng)；

采集細(xì)胞運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)所述主壓縮溝道和側(cè)壓縮溝道的交叉位置時(shí)的圖像；以及

對(duì)采集的圖像進(jìn)行處理得到細(xì)胞在所述側(cè)壓縮溝道內(nèi)的伸入長(zhǎng)度，并結(jié)合單細(xì)胞固有力學(xué)特性模型獲取單細(xì)胞胞漿粘性。