[發(fā)明專利]一種基于微流控和高光譜成像的單細胞分析方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010566413.1
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111896456A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳海燕
• 申請（專利權(quán)）人: 北京凡譜科技有限公司
• 主分類號: G01N15/10
• 分類號: G01N15/10;G01N35/00;B01L3/00
• 代理公司: 北京睿博行遠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11297
• 代理人: 劉桂榮

1.一種基于微流控和高光譜成像的單細胞分析方法，其特征在于：該方法的實施步驟包括：

S1:獲取待分析細胞液，通過微流控技術(shù)制作單細胞陣列；

S2:獲取單細胞陣列的高光譜圖像并進行預(yù)處理；

S3:對預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，用測試集驗證，用得到的模型對高光譜數(shù)據(jù)進行分析。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于微流控和高光譜成像的單細胞分析方法，其特征在于，所述步驟S1具體為：

獲取待測活體細胞液，用生理鹽水、PBS或細胞培養(yǎng)基溶液洗滌細胞液中的細胞；

將洗滌后的細胞上樣，產(chǎn)生單細胞液滴；

設(shè)置芯片移動步距，將單細胞液滴排布在細胞芯片上，得到單細胞陣列。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于微流控和高光譜成像的單細胞分析方法，其特征在于，所述步驟S1中芯片的材質(zhì)為硅片材質(zhì)、石英材質(zhì)、玻璃材質(zhì)或有機聚合物中的任意一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的基于微流控和高光譜成像的單細胞分析方法，其特征在于，所述步驟S2具體為：

用高光譜顯微成像系統(tǒng)獲取高光譜圖像：搭建連接好顯微鏡、高光譜攝像頭、電腦，將步驟S1中制作的單細胞陣列放置于顯微鏡載物臺上，調(diào)節(jié)顯微鏡粗準焦螺旋和細準焦螺旋使顯示的圖像清晰，設(shè)置好曝光時間參數(shù)，然后開始采集圖像，高光譜圖像采集的過程為推掃式采集；

高光譜圖像預(yù)處理：高光譜圖像的預(yù)處理包括濾波、降維、波段選擇。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的基于微流控和高光譜成像的單細胞分析方法，其特征在于，所述步驟S3具體為：

深度學(xué)習(xí)所使用的模型包括輸入層、隱藏層、輸出層；隱藏層包括卷積層、池化層、全連接層，池化方法為最大池化或平均池化，卷積層在2—50層，池化層為2—50層，全連接層至少為1；模型驗證方法為K倍交叉驗證，評價指標為總體分類精度；

獲取樣本數(shù)據(jù)，用隨機序列置亂樣本數(shù)據(jù)，將樣本數(shù)據(jù)分為訓(xùn)練集、測試集、驗證集，分別實現(xiàn)訓(xùn)練模型參數(shù)、測試模型誤差、驗證模型超參數(shù)功能。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的基于微流控和高光譜成像的單細胞分析方法，其特征在于，所述步驟S3中：

所述樣本數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建如下：獲取不同種類的細胞液，將獲取到的細胞液分別制成細胞陣列，用高光譜顯微成像系統(tǒng)獲取高光譜圖像，分別進行圖像預(yù)處理，將所有樣本按類別區(qū)分，存入數(shù)據(jù)庫。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的基于微流控和高光譜成像的單細胞分析方法，其特征在于，所述步驟S3中：

樣本數(shù)據(jù)庫的種類是植物細胞、動物細胞或微生物細胞。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的基于微流控和高光譜成像的單細胞分析方法，其特征在于，所述步驟S3中：模型訓(xùn)練的結(jié)束以Loss函數(shù)的收斂為依據(jù)，Loss函數(shù)逐漸下降并趨近于某一值。