[發(fā)明專利]一種基于微流控多次擠壓的癌細胞動態(tài)行為檢測系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN113008766B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設計）人: 劉曉明;李鵬云;柳丹;唐小慶;李玉洋;黃強;新井健生
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01N15/10
• 分類號: G01N15/10
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 廖輝;郭德忠

本發(fā)明公開了一種基于微流控多次擠壓的癌細胞動態(tài)行為檢測系統(tǒng)，該檢測系統(tǒng)包括顯微鏡、高速相機、視覺處理模塊、微流控芯片、微量進樣注射器、進樣精密注射泵、收樣注射器以及收樣精密注射泵；微流控芯片置于顯微鏡的載物平臺上，設置有微通道；微通道包括多個間隔設置的狹窄通道，狹窄通道用于實現對細胞懸浮液中細胞的機械擠壓；視覺處理模塊與高速相機相連接，用于識別高速相機采集的圖像中的細胞、測量細胞的尺寸和計算細胞通過狹窄通道時的速度，并根據預先存儲的癌細胞特征參數對細胞中的癌細胞進行快速檢測。上述檢測系統(tǒng)能夠實現簡單、高效且準確率較高的癌細胞檢測。

技術領域

本發(fā)明涉及癌細胞檢測技術領域，具體涉及一種基于微流控多次擠壓的癌細胞動態(tài)行為檢測系統(tǒng)。

背景技術

近年來，微流控芯片作為一種前沿的小型“片上實驗室”，已在工業(yè)、生物醫(yī)學等領域成為重要的實驗平臺與分析工具。利用封閉、透明的微流控芯片上的微小通道，微量的液體及其中的微小生物目標能夠被精確引導、控制與觀察，因此其被廣泛應用于細胞操作與分析、生化反應與分析以及疾病即時癥斷等方面。基于微流控芯片的血液體外診斷已成為重要的醫(yī)學檢測手段，其更成為新興的診斷類醫(yī)療器械產業(yè)中的關鍵技術組成部分。

生物醫(yī)學領域的相關研究表明，細胞的大小、形狀、機械特性等由自身生物結構決定的物理特性與多種人類面臨的重大疾病相關。癌癥作為人類生命健康的“頭號殺手”，其早期的檢測與治療是生物醫(yī)學領域實現積極有效治療的重要方法。然而，大部分的癌癥在早期不會顯現出任何癥狀，并且常規(guī)的檢查手段僅能檢查出已發(fā)展為中期的腫瘤。目前，針對構成癌癥的基本組成單元-癌細胞，研究人員基于微流控芯片做了大量的癌癥早期診斷的相關研究并提出了多種可能的有效檢測手段。由于基于微流控芯片的檢測技術需要對大量單細胞逐個處理并檢測來完成統(tǒng)計學的分析與診斷，目前仍然存在檢測效率低、準確性低等問題。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于微流控多次擠壓的癌細胞動態(tài)行為檢測系統(tǒng)，能夠實現簡單、高效且準確率較高的癌細胞檢測，以解決現有基于微流控芯片的癌細胞檢測方法存在的檢測效率低和準確度低的問題。

本發(fā)明采用以下具體技術方案：

一種基于微流控多次擠壓的癌細胞動態(tài)行為檢測系統(tǒng)，包括顯微鏡、高速相機、視覺處理模塊、微流控芯片、微量進樣注射器、進樣精密注射泵、收樣注射器以及收樣精密注射泵；

所述微流控芯片置于所述顯微鏡的載物平臺上，設置有微通道；所述微通道的入口與所述微量進樣注射器的出口流體連通、且出口與所述收樣注射器的入口流體連通；

所述進樣精密注射泵與所述微量進樣注射器相連，用于驅動所述微量進樣注射器，并控制所述微量進樣注射器的注射速度；

所述微量進樣注射器用于將細胞懸浮液注射到所述微流控芯片的微通道中；

所述收樣精密注射泵與所述收樣注射器相連，用于驅動所述收樣注射器，并控制所述收樣注射器的回收速度；

所述收樣注射器用于回收從所述微通道的出口流出的細胞懸浮液；

所述微通道包括多個間隔設置的狹窄通道，所述狹窄通道用于實現對所述細胞懸浮液中細胞的機械擠壓；

所述顯微鏡用于放大流經所述微通道的細胞懸浮液的圖像；

所述高速相機置于所述顯微鏡的前端攝像出口，用于采集經所述顯微鏡放大的圖像；

所述視覺處理模塊與所述高速相機相連接，用于識別所述高速相機采集的圖像中的細胞、測量細胞的尺寸和計算細胞通過所述狹窄通道時的速度，并根據預先存儲的癌細胞特征參數對細胞中的癌細胞進行快速檢測。

更進一步地，所述微通道的入口與所述微量進樣注射器的出口之間、以及所述微通道的出口與所述收樣注射器的入口之間均通過無菌硬管連通。