[發明專利]一種判定細胞活性的光學方法

在審

• 申請號: 202110607258.8
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113340811A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 蘭燕平;盧俊城;邵杰;楊朝鳳;梁蔭杰;錢義先
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/39;G01N21/84
• 代理公司: 杭州奧創知識產權代理有限公司 33272
• 代理人: 王佳健

本發明提供了一種判定細胞活性的光學方法。本發明利用函數信號發生器和鎖相放大器分別輸出低頻鋸齒波和高頻正弦波信號，兩個信號疊加后輸入到激光控制器，從而達到激光調制目的；激光器發射出激光，激光穿過已接種細胞的培養瓶內上方，激光在培養瓶內發生衰減，光電探測器探測到衰減后的激光強度，信號送入鎖相放大器進行2f解調，輸出的二氧化碳二次諧波信號，當培養瓶內二氧化碳的濃度超過設定的二氧化碳濃度閾值即可判定細胞的活性。本發明利用光強的衰減來判定血液培養瓶中細胞的活性，直接檢測細胞代謝產生的二氧化碳，該方法能夠解決現有的間接檢測的方式判定細胞的活性，導致檢測耗時長、檢測成本高的問題。

技術領域

本發明涉及光學領域，尤其是涉及一種判定細胞活性的光學方法。

背景技術

細胞活性的檢測通常與細胞健康以及細胞群成功存活并正常運作的能力相聯系，檢測細胞的活性是每個細胞實驗前期的重要工作之一。

目前細胞活性的判定方法主要有染色排除法、還原性染料檢測法、熒光酯酶底物檢測法、線粒體膜電位檢測法，這些方法分別是通過第三方介質與細胞發生相互作用后，細胞被標記，如染料、熒光酶底物、膜電位探針等，通過間接的方式檢測細胞的活性，然而這些判定方法均是采用間接的方式判定細胞活性，這也導致檢測耗時長、檢測精度低和檢測成本高的問題。

發明內容

本發明旨在提供一種判定細胞活性的光學方法，以解決現有的間接檢測的方式判定細胞的活性，導致檢測耗時長、檢測成本高的問題。

本發明的方法具體是：

步驟一、設定二氧化碳濃度的閾值；

步驟二、將細胞接種至含有營養物質的培養瓶，使細胞在培養瓶里呼吸代謝產氣；

步驟三、將接種好的培養瓶放置培養箱，設定溫度，激光實時在線監測培養瓶內上方的二氧化碳氣體，在規定的時間內，培養瓶中的二氧化碳濃度超過閾值，即可判定細胞的活性。其中激光實時在線監測培養瓶內上方的二氧化碳氣體具體是：利用函數信號發生器和鎖相放大器分別輸出低頻鋸齒波和高頻正弦波信號，兩個信號疊加后輸入到激光控制器，從而達到激光調制目的；激光器發射出激光，激光穿過已接種細胞的培養瓶內上方，激光在培養瓶內發生衰減，光電探測器探測到衰減后的激光強度，信號送入鎖相放大器進行2f解調，輸出的二氧化碳二次諧波信號。

與現有間接的判定方法相比，本發明具有以下優勢：

一、可以做到通過激光直接檢測細胞代謝產生的二氧化碳的濃度，屬于直接檢測。

二、本發明的激光檢測二氧化碳的精度為0.005%，比現有的檢測方法可提高兩個數量級。

三、不需要任何第三方介質對細胞進行標記，對細胞的代謝無干擾，判定的結果更準確，同時也降低了檢測成本。

附圖說明

附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對發明的限制。在附圖中：

圖1為本發明所使用的裝置結構示意圖。

圖中：1、函數信號發生器，2、激光控制器，3、可調諧半導體激光器，4、培養瓶，5、恒溫培養箱，6、光電探測器，7、鎖相放大器，8、計算機。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點敘述更加清楚明白，以下結合附圖及實施方式，對本發明進行進一步詳細說明。

本發明中包括函數信號發生器、激光控制器、激光器、培養瓶、鎖相放大器、恒溫培養箱、計算機，先對上述器件進行介紹：

函數信號發生器，用于產生低頻鋸齒波和高頻正弦波信號；

激光控制器，一是用于驅動激光器正常工作，二是將函數信號發生器產生的低頻鋸齒波和高頻正弦波信號加載到激光器，對激光進行掃描并調制；

激光器，用于發射激光；