[發明專利]一種靜態細胞分析裝置及方法

在審

• 申請號: 202010552710.0
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN113008767A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 韓琳;王超;張宇
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N15/14
• 分類號: G01N15/14;G01N35/00;C12M1/34
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 劉娜

本發明公開了一種靜態細胞分析裝置及方法，該裝置包括三維掃描平臺、靜態信息采集系統、靜態信息探測系統、細胞識別分析系統和微腔陣列芯片；所述微腔陣列芯片位于三維掃描平臺上，所述靜態信息采集系統包括光源、光學透鏡、可自動切換濾片系統和CCD相機，所述靜態信息探測系統包括熒光檢測器和信號采樣處理系統；所述光源發出的光經過可自動切換濾片系統，照射到微腔陣列芯片上后，反射光經過光學透鏡后到達CCD相機，所述熒光檢測器連接CCD相機和信號采樣處理系統，所述信號采樣處理系統連接細胞識別分析系統。本發明所公開的裝置及方法可以實現識別、編號單細胞并在后續單細胞正常培養過程進行實時細胞表型分析，操作簡單，應用價值高。

技術領域

本發明涉及單細胞分析領域，特別涉及一種靜態細胞分析裝置及方法。

背景技術

最早的流式細胞術雛形誕生于1934年，Moldavan提出使懸浮的單個血紅細胞流過玻璃毛細管，在亮視野下用顯微鏡進行計數，并用光電記錄裝置測量的設想。1953年Crosland-Taylor根據牛頓流體在圓形管中流動規律設計了流動室。其后又經過Coulter、ParkerHorst、Kamentsky、Gohde、Fulwyler、Herzenberg等人的不斷改進，設計了光電檢測設備和細胞分選裝置、完成了計算機與流式細胞儀的物理連接及多參數數據的記錄和分析、開創了細胞的免疫熒光染色及檢測技術、推廣流式細胞術在臨床上的應用。近20年來，隨著流式細胞術及其檢測技術的日臻完善，人們越來越致力于樣品制備、細胞標記、軟件開發等方面的工作，以擴大FCM的應用領域和使用效果。

依托于流式細胞術的FACS(Fluorescence activated Cell Sorting)系統在單細胞分析和分類方面提供了高吞吐量。在細胞類型，標準化底物和分選模式方面具有很高的靈活性，FACS是一種強大的工具。此外，當分析異質細胞樣品時，其對稀有細胞分選(亞群1％)的適用性具有越來越高的診斷前景。一些FACS系統能夠在幾分鐘的時間內以高純度和高產量將單細胞沉積在微孔板上，從而能夠進行進一步的下游分析，例如NGS(下一代測序)。FACS系統的普及和廣泛使用使它們可以被廣泛的用戶使用。

然而，對于某些應用，FACS系統仍然受到一定程度的限制。細胞必須處于懸浮狀態，從而導致細胞表型特征信息喪失。此外，FACS分選對細胞活力可能具有不可忽略的影響，并且由于FACS系統由非一次性組件組成的復雜系統，一般來說FACS系統難以實現無菌操作。除此以外，多數流式細胞術是一種零時間分辨率的分析方法，無法實時在單細胞水平對細胞進行后續分析處理，并且價格昂貴，不適用于大眾。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種靜態細胞分析裝置及方法，以達到可以實現識別、編號單細胞并在后續單細胞正常培養過程進行實時細胞表型分析的目的。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種靜態細胞分析裝置，包括三維掃描平臺、靜態信息采集系統、靜態信息探測系統、細胞識別分析系統和微腔陣列芯片；所述微腔陣列芯片位于三維掃描平臺上，所述靜態信息采集系統包括光源、光學透鏡、可自動切換濾片系統和CCD相機，所述靜態信息探測系統包括熒光檢測器和信號采樣處理系統；所述光源發出的光經過可自動切換濾片系統，照射到微腔陣列芯片上后，反射光經過光學透鏡后到達CCD相機，所述熒光檢測器連接CCD相機和信號采樣處理系統，所述信號采樣處理系統連接細胞識別分析系統。

上述方案中，所述光源采用100-500W高壓汞燈、激光器或發光二極管。

上述方案中，所述可自動切換濾片系統包括激發濾光片、阻斷濾光片和二向分色鏡片，三種匹配濾光片構成一組濾片系統，共有藍、綠、橙、紅四組濾片系統。

進一步的技術方案中，所述激發濾光片位于光源和二向分色鏡片之間，所述阻斷濾光片位于二向分色鏡片和光學透鏡之間，所述二向分色鏡片位于微腔陣列芯片和CCD相機之間。

進一步的技術方案中，所述四組濾片系統的激發與接收波長如下：