[发明专利]一种基于脉冲检测技术的双通道细胞微流图像采集系统

说明书

技术领域

 本发明涉及一种基于脉冲检测技术的双通道细胞微流图像采集系统。

背景技术

细胞计数在生物学基础研究和临床检测应用中都具有非常重要的意义，例如：药物开发研究中，常需考察药物对目标细胞的作用效果，需定量对细胞进行计数；医院内为确认癌症病人是否存在癌细胞扩散，也需对其血液内癌细胞进行计数。因此，对各类细胞，尤其是某些特定的稀少细胞的快速准确的定量计数显得异常重要。

现有技术中，一般采用流式细胞计数仪作为主要的检测工具，流式细胞计数仪主要是通过光谱识别方法，利用不同细胞对特定波长的光源透射及反射信号的不同，来进行区分与计数。但是，流式细胞计数仪需要集成光源及精准的光学探测器，因此体积庞大而且造价昂贵，过程复杂，而且需要专业人员操作，不适用于现场操作。

此外，也可以通过成像方法，即用细胞在显微镜下成像的方法区分不同细胞。目前常用的细胞检测技术采用表面化学技术的微流通道捕获细胞，其计数仍然在传统显微镜下实现，无法适应高通量的需求，如：发明创造名称为“血细胞分析仪及分析方法”，申请号为：200810179322.1的中国专利申请；以及发明创造名称为“一种基于图像识别的细胞计数方法”，申请号为：201010282484.5的中国专利申请，该申请公开文件中就记载了一种需要用到传统显微镜的细胞分析计数装置。

像流式细胞仪需要对快速流动的细胞进行显微成像，通常需要克服两个主要问题：

（1）显微镜的焦深调整。为了使细胞成像清晰，必须将流动的细胞约束在显微镜的焦深范围内。焦深主要取决于显微物镜的数值孔径，对于数值孔径很大的成像物镜，焦深非常小，很难将样品约束在焦深范围内。当待测细胞的大小大于焦深时，系统只能对细胞的局部成清晰像，处在焦深外的部分将得到离焦模糊像。

（2）对流动的细胞成像。由于细胞与相机之间存在相对运动，会造成图像拖尾问题。通常可以通过减小曝光时间，使得细胞在曝光时间范围内运动的距离小于成像的空间分辨率，细胞近似为静止，从而克服拖尾问题，但是较短的曝光时间将降低系统的灵敏度。如果采用特殊的时间延时积分相机(TDI相机)对流动的细胞进行拍摄，细胞像的流动方向与相机的行扫描方向相同并且同步，相对于相机，整个过程中细胞处于静止状态，从而克服拖尾问题。然而TDI相机价格昂贵，体积庞大，采用TDI相机探测将会使得系统的成本增加，而且如果细胞的流速与TDI相机的行扫描稍微不同步，亦会造成拖尾。

结合上述可知，现有技术中的细胞计数仪器已难以满足当下各领域特别是临床检测领域的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种造价低廉、成像清晰且能满足当下各领域特别是临床检测领域的需求的基于脉冲检测技术的双通道细胞微流图像采集系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于脉冲检测技术的双通道细胞微流图像采集系统，包括：

光源子系统，用于提供光源；

双通道微流控制系统，为细胞流通提供通道并产生电脉冲；

细胞脉冲信号采集系统，对所述双通道微流控制系统传递的电脉冲进行采样；

智能图像采集和图像处理系统，由所述细胞脉冲信号采集系统采样的电脉冲激活并对细胞形态进行分析记录。

优选的，所述光源子系统为LED光源；此外还可采用如卤素灯、单色光源、激光束等。

具体的说，所述双通道微流控制系统包括微流控芯片，两条分别设置于微流控芯片内部的底部两侧的微流控管道，以及分别设置于微流控芯片两端并与所述微流控管道连通的样品输入口和样品输出口；在两个所述的微流控管道靠近样品输出口的一端设有与细胞脉冲信号采集系统连接的电极。

优选的，所述微流控芯片是透明的PDMS微流控芯片。

进一步的，所述样品输入口装有微量注射泵。

再进一步的，所述样品输出口装有收集废液的容器。

具体的说，所述细胞脉冲信号采集系统包括与所述两个微流控管道靠近样品输出口的一端设置的电极连接的差分信号放大电路，通过滤波器与差分信号放大电路连接的数模转换器，以及与数模转换器连接并用于滤去干扰信号的有源滤波器电路。

具体的说，所述智能图像采集和图像处理系统包括图像传感器芯片；所述的微流控芯片直接贴合于所述图像传感器芯片之上。

优选的，所述图像传感器芯片为CMOS图像传感器芯片或CCD图像传感器芯片。

进一步的，所述微流控管道长度小于或等于CMOS图像传感器芯片像素阵列的对角线长度。