[發明專利]一種細胞模型構建方法及微流控分選仿真方法

有效

• 申請號: 201810942187.5
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN109147864B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 黃志剛;黃亞軍;彭浩宇;蔡文萊;王富盛
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G16B5/00
• 分類號: G16B5/00;G16B15/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

本申請實施例公開了一種細胞模型構建方法，應用于微流控技術領域，包括：生成多個DOPC磷脂分子模型和多個水分子模型；以多個DOPC磷脂分子模型構建磷脂雙分子層模型；以磷脂雙分子層模型與多個水分子模型構建細胞模型。該方法構建的細胞模型結構穩定，能夠適應微流控分選芯片分選過程的動態流動及碰撞，能夠使微流控分選仿真具有足夠的準確性。本申請實施例還公開了一種微流控分選仿真方法。

技術領域

本申請涉及生物粒子微觀技術領域，尤其涉及一種細胞模型構建方法、裝置及微流控分選仿真方法。

背景技術

生物檢測是疾病診斷、治療、康復中尤為關鍵的一環，生物檢測結果的準確性直接關系到患者的健康。生物粒子(如細胞等微粒)的分選是生物檢測技術中一個基本的操作步驟，同時也是生物檢測準確性的重要保障。粒子的傳統分離方法(如離心法、熒光標記法、溶解法等)所需血液樣本量大、分選成本昂貴，且分離效率低、操作時間長，故傳統粒子的分選方法已無法滿足現代醫療中便捷、快速、成本低的要求。

基于微流控技術的微流控分選芯片，比如確定性橫向遷移(DeterministicLateral Displacement)DLD芯片，因其具備成本低、準確度高、時間短等優點，于近十多年來得到迅速發展和廣泛應用。在檢驗微流控芯片的對細胞的分選能力時，若采用活細胞進行檢驗，需要耗費大量的血液樣本，且工作量大，耗時耗資。一種較為優選的方法是采用仿真的手段，通過對微流控芯片的分選過程進行仿真，從而檢驗微流控芯片的分選能力。

而在微流控芯片的分選仿真中，仿真所用的細胞模型是仿真結果是否有效、準確的關鍵，但目前還沒有一種適用于微流控分選芯片的分選仿真的細胞模型。

發明內容

本申請實施例提供了一種細胞模型構建方法，通過該方法建立的細胞模型適用于微流控分選芯片的分選仿真。本申請實施例還提供了一種細胞模型構建裝置、一種微流控分選仿真方法以及計算機存儲介質。

有鑒于此，本申請第一方面提供了一種細胞模型構建方法，應用于微流控技術領域，所述方法包括：

生成多個DOPC磷脂分子模型和多個水分子模型；

以多個所述DOPC磷脂分子模型構建磷脂雙分子層模型；

以所述磷脂雙分子層模型與多個所述水分子模型構建細胞模型。

優選地，所述水分子模型具體為內部嵌入偶極子的粗粒化粒子。

優選地，所述以所述磷脂雙分子層模型與多個所述水分子模型構建細胞模型具體包括：

以多個所述水分子模型構建細胞內液模型和細胞外液模型，以所述磷脂雙分子層模型、所述細胞內液模型與所述細胞外液模型構建細胞模型。

優選地，所述DOPC磷脂分子模型中粗粒化粒子間的橫向間距為2.125埃、縱向間距為2埃。

本申請第二方面提供了一種微流控分選仿真方法，所述方法包括步驟：

S1、根據設定的芯片參數，構建分選芯片模型；

S2、調用本申請第一方面所述的任一種細胞模型并置于所述分選芯片模型中；

S3、引入ELBA力場；

S4、引入流場，使所述細胞模型在所述分選芯片模型中流動，以進行分選仿真。

優選地，所述步驟S3之后所述步驟S4之前還包括：

將所述細胞模型置于預設弛豫空間中進行弛豫；

若弛豫后的所述細胞模型未破裂，進入所述步驟S4。

優選地，所述預設弛豫空間具有周期性邊界且溫度恒定在300K