[發明專利]一種基于微流控顯微系統的細胞大小檢測方法

有效

• 申請號: 201910146497.0
• 申請日: 2019-02-27
• 公開（公告）號: CN109967143B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 余寧梅;馮文婷;馬文恒;劉儀
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;G01N15/10
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 談耀文

1.一種基于微流控顯微系統的細胞大小檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)搭建微流控顯微系統；

步驟2)準備細胞的觀察環境，通過微流控顯微系統采集細胞初始圖像；

步驟3)對細胞初始圖像依次進行去噪、裁剪背景，得到只包含細胞區域的粗裁剪細胞圖像；

步驟4)利用最大類間差法將粗裁剪細胞圖像的背景與細胞進行二值化分割，得到二值細胞圖像；

步驟5)通過連通組件標記算法標記二值細胞圖像中細胞的連通區域，并通過幾何矩算法求取各細胞的質心位置；

步驟6)按照細胞初始圖像中實際的單細胞尺寸的最大值設定單個細胞的圖像尺寸，在各細胞質心位置依照單個細胞的圖像尺寸裁剪，得到單個細胞圖像；

步驟7)通過基于梯度的邊緣檢測算法提取單個細胞圖像的細胞邊緣，根據提取的細胞邊緣統計細胞邊緣內像素的數量，將像素數量作為該細胞的大小，對采集到的所有細胞的大小進行統計并繪制大小分布圖，得到細胞大小的檢測結果。

2.根據權利要求1所述的一種基于微流控顯微系統的細胞大小檢測方法，其特征在于，所述步驟1)中微流控顯微系統包括微流控芯片，所述微流控芯片內部設置有三叉形微通道，所述三叉形微通道包括直線型主通道，所述主通道一端設置有樣品入口，所述主通道另一端設置有樣品出口，所述靠近主通道的樣品入口端兩側對稱設置有副通道，所述副通道一端設置有鞘液入口，所述副通道另一端與主通道連通，所述微流控芯片下表面設置有CMOS圖像傳感器，所述CMOS圖像傳感器連接有上位機PC，所述微流控芯片上方設置有平行光源。

3.根據權利要求2所述的一種基于微流控顯微系統的細胞大小檢測方法，其特征在于，所述步驟2)具體按照以下步驟實施：

步驟2.1)由樣品入口向主通道注入細胞稀釋液，由鞘液入口向副通道注入鞘液，并用微泵分別同時控制細胞稀釋液和鞘液的流速，使得細胞聚集在主通道中間層部分，細胞實現勻速平穩的直線運動后細胞的觀察環境準備完成；

步驟2.2)細胞的觀察環境準備完成后保持細胞的運動狀態，設置CMOS圖像傳感器的曝光時間和光源亮度，通過上位機PC中的圖像采集軟件設置CMOS圖像傳感器的細胞圖像的捕獲時間間隔，CMOS圖像傳感器根據捕獲時間間隔采集細胞初始圖像。

4.根據權利要求3所述的一種基于微流控顯微系統的細胞大小檢測方法，其特征在于，所述細胞圖像的捕獲時間間隔為5s-8s。

5.根據權利要求1所述的一種基于微流控顯微系統的細胞大小檢測方法，其特征在于，所述步驟3)具體按照以下步驟實施：

步驟3.1)通過對細胞初始圖像進行形態學操作將捕獲到的單幀細胞初始圖像中的噪點消除，所述形態學操作為膨脹和腐蝕，得到去噪細胞圖像；

步驟3.2)用Sobel算子對每幀去噪細胞圖像進行邊緣檢測，檢測主通道的位置，根據主通道的位置裁減掉主通道邊緣及其之外的背景，得到粗裁剪細胞圖像。

6.根據權利要求1所述的一種基于微流控顯微系統的細胞大小檢測方法，其特征在于，所述步驟4)具體為，利用最大類間差法根據每幀粗裁剪細胞圖像上所有像素點的灰度值計算該幀粗裁剪細胞圖像的最佳灰度閾值，將該幀粗裁剪細胞圖像的像素點灰度閾值設置為最佳灰度閾值對該幀粗裁剪細胞圖像進行二值化分割，得到二值細胞圖像。