[發(fā)明專利]基于光纖集成微流芯片的流式細(xì)胞儀

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010770059.4
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111889153A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 苑立波;楊世泰;杜佳豪
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林電子科技大學(xué)
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;G01N15/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供的是一種基于光纖集成微流芯片的流式細(xì)胞儀。其特征是：它由微流控制系統(tǒng)1、光纖集成微流芯片2、激發(fā)光源3、散射光探測模塊4四個模塊組成。所述系統(tǒng)中微流控制系統(tǒng)1控制細(xì)胞樣品和鞘液流入微流芯片2的流速，在單細(xì)胞流通道2?6內(nèi)形成單細(xì)胞流，微流芯片2上嵌有光纖，分布在微流通道的兩側(cè)，第一光纖2?1用于激發(fā)光束的輸入，第二光纖2?2和第三光纖2?3用于散射光的收集。不同方向的散射信號光經(jīng)由光纖收集，傳輸至散射光探測模塊4進(jìn)行分光探測。本發(fā)明可用于細(xì)胞進(jìn)行自動分析和分選。

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種基于光纖集成微流芯片的流式細(xì)胞儀，可用于細(xì)胞自動分析和分選，屬于細(xì)胞檢測及分析技術(shù)領(lǐng)域。

(二)背景技術(shù)

流式細(xì)胞術(shù)是一種細(xì)胞分析技術(shù)，它在20世紀(jì)50年代首次被用于測量細(xì)胞體積，可在細(xì)胞隨快速流動的流體直線通過觀察孔時進(jìn)行檢測。在流式細(xì)胞儀中，溶液中的細(xì)胞以每秒10,000個細(xì)胞(或更多)的速度通過儀器的激光束，進(jìn)而對細(xì)胞進(jìn)行檢測。如今的流式細(xì)胞儀具有更多的可檢測熒光參數(shù)(從1或2至最多30個左右或更多)，可同時測量同一個細(xì)胞上的所有這些參數(shù)。流式細(xì)胞術(shù)速度快且具有單細(xì)胞水平檢測能力，可為細(xì)胞生物學(xué)家提供統(tǒng)計學(xué)功能，能夠快速分析和表征數(shù)百萬個細(xì)胞。

流式細(xì)胞儀主要由流體系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)和光電處理系統(tǒng)三個部分組成。流體系統(tǒng)是流式細(xì)胞儀的命脈。它負(fù)責(zé)將核心流中的細(xì)胞以單列的形式對齊，并將其傳遞到檢測點以進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。如果樣品進(jìn)樣不一致和細(xì)胞對齊不正確，則會導(dǎo)致很大的數(shù)據(jù)擴(kuò)散，從而降低數(shù)據(jù)的可信度。傳統(tǒng)的流體系統(tǒng)主要采用噴嘴(也叫流體室)噴射出由鞘液和樣品流一起組成的單細(xì)胞流，然后空間激光照射在單細(xì)胞流上，通過對前向散射光、側(cè)向散射光的收集和分光，再經(jīng)由光電探測系統(tǒng)處理分析，得到細(xì)胞的統(tǒng)計學(xué)數(shù)據(jù)。

傳統(tǒng)的流式細(xì)胞儀采用空間光路，其對光路的穩(wěn)定性要求高，需要對光路進(jìn)行精密調(diào)節(jié)，并且光學(xué)元件受震動、溫度、濕度等外界環(huán)境的干擾大。并且，這些空間光學(xué)元件的體積大，組裝方式不夠靈活。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于光纖集成微流芯片的流式細(xì)胞儀。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

如圖1所示，一種基于光纖集成微流芯片的流式細(xì)胞儀。它由微流控制系統(tǒng)1、光纖集成微流芯片2、激發(fā)光源3、散射光探測模塊4四個模塊組成。所述系統(tǒng)中微流控制系統(tǒng)1控制細(xì)胞樣品和鞘液流入微流芯片2的流速，在單細(xì)胞流通道2-6內(nèi)形成單細(xì)胞流，微流芯片2上嵌有光纖，分布在微流通道的兩側(cè)，第一光纖2-1用于激發(fā)光束的輸入，第二光纖2-2和第三光纖2-3用于散射光的收集。不同方向的散射信號光經(jīng)由光纖收集，傳輸至散射光探測模塊4進(jìn)行分光探測。

所述的光纖集成微流芯片2有兩個鞘液流入通道2-4，一個細(xì)胞樣品流入通道2-5，經(jīng)過微流控制系統(tǒng)控制各通道流速，形成單細(xì)胞流；在單細(xì)胞流通道2-6的兩側(cè)固定有激發(fā)光傳輸光纖2-1和散射光收集光纖2-2、2-3；在單細(xì)胞流通道2-6的末端連接有細(xì)胞分選通道2-7，并在兩側(cè)嵌有微電極2-8，用于細(xì)胞篩選分類。

可選地，如圖2所示，所述的微流芯片2可以是第一類微流芯片。該類微流芯片上的光纖均集成于微流芯片2平面內(nèi)，其中激發(fā)光傳輸光纖2-1垂直于單細(xì)胞流通道2-6方向。散射光收集光纖2-2為前向散射光收集光纖，和激發(fā)光傳輸光纖2-1相對放置；散射光收集光纖2-3為側(cè)向散射光收集光纖，和前向散射光收集光纖2-2夾角為α，0α180°并且α≠90°。

可選地，如圖3所示，所述的微流芯片2可以是第二類微流芯片。該類微流芯片的激發(fā)光傳輸光纖2-1和前向散射光收集光纖2-2嵌于微流芯片面內(nèi)，相對放置于單細(xì)胞流通道2-6兩側(cè)，側(cè)向散射光收集光纖2-3與激發(fā)光傳輸光纖2-1、前向散射光收集光纖2-2共面，并垂直于微流芯片2，從單細(xì)胞流通道2-6底部收集側(cè)向散射光。