[發(fā)明專利]基于位置補(bǔ)償?shù)碾娮杩狗ǖ陌准?xì)胞分類計(jì)數(shù)微流控芯片

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111137092.4
• 申請(qǐng)日: 2021-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113866074A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭勁宏;嚴(yán)家圣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川成電醫(yī)聯(lián)科技咨詢有限公司
• 主分類號(hào): G01N15/10
• 分類號(hào): G01N15/10
• 代理公司: 成都知棋知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51325
• 代理人: 馬超前

本發(fā)明涉及流體芯片技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及了基于位置補(bǔ)償?shù)碾娮杩狗ǖ陌准?xì)胞分類計(jì)數(shù)微流控芯片，包括微流控芯片，微流控芯片包括流體通道，流體通道的內(nèi)部填充有電解質(zhì)溶液，流體通道的底部等間距對(duì)稱分布有七個(gè)電極，微流控芯片采用雙差分結(jié)構(gòu)。該基于位置補(bǔ)償?shù)碾娮杩狗ǖ陌准?xì)胞分類計(jì)數(shù)微流控芯片，集成了雙差分結(jié)構(gòu)電極，具有高通量、微樣本、免標(biāo)簽、高靈敏度等特點(diǎn)，可以快速精準(zhǔn)地對(duì)白細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù)和分類，且尺寸小，集成度高，加工后的產(chǎn)品可以做到輕型化方便攜帶，操作簡(jiǎn)單耗時(shí)短無(wú)需專業(yè)技能或額外的醫(yī)療器械，即使是偏遠(yuǎn)的醫(yī)療條件匱乏的貧困地區(qū)也可實(shí)現(xiàn)日常診斷中的及時(shí)檢測(cè)，排除人工計(jì)數(shù)的誤差降低人員感染風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及流體芯片技術(shù)領(lǐng)域，具體為基于位置補(bǔ)償?shù)碾娮杩狗ǖ陌准?xì)胞分類計(jì)數(shù)微流控芯片。

背景技術(shù)

白細(xì)胞在人體血細(xì)胞中承擔(dān)著重要的角色，它能夠產(chǎn)生抗體抵御外界病毒的入侵，治愈人體機(jī)能的損傷，微流控芯片是一種尺度在幾十到幾百微米的通道中操控尺度為幾微米甚至是納米級(jí)別的目標(biāo)物，使其規(guī)則有序運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。

目前白細(xì)胞的計(jì)數(shù)分類方法主要有手工顯微鏡法、激光散射法以及電阻抗法，手工顯微鏡法是專業(yè)人員將一定量的血液進(jìn)行溶血稀釋，溶解掉血液中的紅細(xì)胞，排出對(duì)白細(xì)胞的干擾，再將溶解后的液體滴入特制的細(xì)胞計(jì)數(shù)板的計(jì)數(shù)池內(nèi)，在顯微鏡下對(duì)特定區(qū)域內(nèi)的細(xì)胞進(jìn)行人工計(jì)數(shù)，最后換算成每升血液中白細(xì)胞的含量；激光散射法是光線傳播的原理實(shí)現(xiàn)細(xì)胞分類，不同物體被照射后光散射的特性不同，光線在均勻截止中是按照直線傳播的，但是黨當(dāng)器通過(guò)非均勻介質(zhì)時(shí)，例如細(xì)胞懸浮液體，一部分光會(huì)透過(guò)和吸收，剩余一部分光會(huì)偏離其原來(lái)的方向發(fā)生散射，被散射的光的角度和分布包含了細(xì)胞的大小、折射率、對(duì)稱性等特征信息，因此可以利用激光散射來(lái)確定細(xì)胞大小形態(tài)實(shí)現(xiàn)分類計(jì)數(shù)。

然而手工顯微鏡方法需要訓(xùn)練有素的專業(yè)的計(jì)數(shù)人員來(lái)完成，對(duì)技術(shù)要求較高，因?yàn)樾枰斯ね瓿桑院臅r(shí)較長(zhǎng)且會(huì)有難以避免的人工計(jì)數(shù)的較大誤差，同時(shí)人員長(zhǎng)時(shí)間暴露，接觸樣本還存在病毒感染的風(fēng)險(xiǎn)，因此不適宜大規(guī)模推廣，應(yīng)用場(chǎng)景受限；激光探測(cè)器探測(cè)的是一定角度范圍內(nèi)累積散射光，對(duì)于寬帶或雙峰大小分布的細(xì)胞群來(lái)說(shuō)，會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)生同意累積散射光但是細(xì)胞形態(tài)大小、折射率等并不相同的情況，因此會(huì)產(chǎn)生計(jì)數(shù)誤差而失去作為細(xì)胞分類的有用信息，同時(shí)，激光散射計(jì)數(shù)不可貨缺的器件就是激光源和探測(cè)器，這會(huì)給產(chǎn)品帶來(lái)成本增高、尺寸無(wú)法小型化、重量增加等無(wú)法避免的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供基于位置補(bǔ)償?shù)碾娮杩狗ǖ陌准?xì)胞分類計(jì)數(shù)微流控芯片，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：基于位置補(bǔ)償?shù)碾娮杩狗ǖ陌准?xì)胞分類計(jì)數(shù)微流控芯片，包括微流控芯片，所述微流控芯片包括流體通道，流體通道的內(nèi)部填充有電解質(zhì)溶液，流體通道的底部等間距對(duì)稱分布有七個(gè)電極，所述微流控芯片采用雙差分結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述七個(gè)電極中，第1和第7號(hào)是信號(hào)輸入電極，第2和第6號(hào)電極是浮動(dòng)電極，第3和第5號(hào)電極是參考地電極，第4號(hào)電極即中心電極也是信號(hào)輸入電極，第4號(hào)電極接與第1和第7號(hào)相位相反的交流信號(hào)。

優(yōu)選的，基于位置補(bǔ)償?shù)碾娮杩狗ǖ陌准?xì)胞分類方法，包括以下步驟：

S1：在中心電極上施加特定幅度和頻率的交流電壓，兩端邊電極(1號(hào)和7號(hào))施加相反相位的電壓；

S2：將處理好的白細(xì)胞稀釋液加入到樣本儲(chǔ)存器中，打開(kāi)微泵產(chǎn)生負(fù)壓將細(xì)胞溶液泵入通道，在壓力和擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的作用下，細(xì)胞會(huì)按圖中箭頭方向一直沿著通道向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)通過(guò)不同電極時(shí)，會(huì)瞬間引起脈沖變化，產(chǎn)生電流信號(hào)；

S3：將兩路差分輸出后的脈沖電流信號(hào)送至IV轉(zhuǎn)換器進(jìn)行相消濾波，之后再經(jīng)過(guò)差分放大來(lái)去除通道和IV轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部噪聲電流信號(hào)；

S4：對(duì)輸出的脈沖信號(hào)以一定的采樣速率進(jìn)行采樣并將數(shù)字化的信號(hào)傳送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的信號(hào)處理，最終產(chǎn)生脈沖示意圖；