[发明专利]基于智能终端和微流控芯片的牛奶体细胞计数装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种牛奶体细胞计数装置与方法。特别是涉及一种基于智能终端和微流控芯片的牛奶体细胞计数装置与方法。

背景技术

牛奶体细胞数(somatic cell count，SCC)是指每毫升牛奶中的细胞总数，多数是白细胞，约占体细胞数的95％，体细胞数反映了牛奶质量及奶牛的健康状况。在正常情况下，牛奶中体细胞数一般在2万～20万个/mL。若其含量超过50万个/mL，则奶牛呈现乳腺炎的临床症状。体细胞数在20～50万个/mL时，奶牛多患有隐形乳腺炎，在症状上不易察觉，但严重影响鲜奶的品质和口感。

现行技术多采用直接镜检法、电导率法、荧光染色法、流式细胞术等检测手段，需要较为专业的仪器设备和技术人员来完成检测。本专利将国际公认的体细胞计数标准方法(直接显微镜计数法)，与计算机图形识别技术相结合，利用微流控芯片技术，通过微型光学放大装置和智能手机摄像头，完成样品的准备和体细胞计数的全部过程。该技术基于智能手机或平板电脑等智能终端设备平台，配合自主研发的微流控芯片和相关硬件，可实现对牛奶中体细胞计数的“傻瓜式”操作。硬件系统便携，检测过程仅需一滴牛奶，操作仅需几分钟，整个过程无需专业技术人员指导。借助于智能手机网络，可实现对广域范围内奶牛隐形乳腺炎大数据的云端共享，可应用于牧场、奶站、食品安全检测机构等部门。

中国申请201020649185.6专利(便携式牛奶体细胞计数仪)提供了一种便携式牛奶体细胞计数测试仪的设计方案，仪器本身亦作为盛奶容器，检测过程绿色环保，但其测试信号依赖于牛奶溶液的电化学参数。由于电化学参数受环境因素和奶牛的个体差异影响，会导致检测结果的稳定性逊色于直接镜检法。中国申请201110454277.8(牛奶体细胞检测平台)和中国申请201210047807.1(一种基于计算机视觉的牛奶体细胞计数方法)和201210174266.9专利(基于计算机视觉的牛奶体细胞计数装置)给出的测试装置由玻片运动装置、取像装置、图像分析装置等组成，通过控制运动平台的运动间接控制玻片的运动，动态采集牛奶体细胞的放大图像，可以根据图像分析的数据给出牛奶体细胞的含量。但此装置用到了两台步进电机、工控机或单片机等部件，且采集的图像数据为动态数据，电机的运动速度受动态图像处理算法的限制。中国申请专利201210351183.2(基于云计算与RFID的牛乳质量监测系统及监测方法)提出了由检测终端、牛奶检测设备、通信基站、监测服务云平台组成的牛奶检测系统，需要建设专业的基站和监测平台，需要较大的硬件成本和人力投入。中国申请201010173697.4(牛奶体细胞检测试剂盒及方法)提到的由样品垫、胶体金垫、硝酸纤维素膜、吸水滤纸、反应支持物等组成的试剂盒，检测过程中需用到胶体金标记的乳牛体细胞单克隆抗体等IgG来完成显色，且操作步骤繁琐。中国申请201220232862.3(牛奶体细胞4孔检测试纸)给出了三明治结构的纸基检测试纸，用于牛奶体细胞检测，但此方法显色的深浅依赖于试纸上的反应底物和相应的反应酶，且必须借助于分光光度计才能估测体细胞的含量，为间接测试法，影响了检测结果的可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种无需外加传感器和工控设备，能够直接镜检的基于智能终端和微流控芯片的牛奶体细胞计数装置及方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于智能终端和微流控芯片的牛奶体细胞计数装置，包括有用于采集生鲜奶样图像的智能终端，还设置有一端与所述智能终端中的摄像头对应设置的用于对生鲜奶样进行放大的微型光学放大光路，以及与所述的微型光学放大光路另一端对应设置的用于对图像数据中生鲜奶样的体细胞进行计数处理的微流控芯片。

所述的光学放大光路的放大倍数为40～200倍，具体包括有分别设置在镜筒内与所述的智能终端中的摄像头对应设置的第一透镜组和与所述的微流控芯片对应设置的第二透镜组，设置在镜筒外侧上的调焦旋钮。

所述的微流控芯片包括有基底和设置在所述基底上的微流通道单元板，所述的微流通道单元板上形成有一组用于承载被测生鲜奶样流体的微流通道。

所述的微流通道包括有：用于注入经过预处理的待测生鲜奶样流体的入口，一端连接在所述入口上并与所述的入口相连通的2～6个通道，所述2～6个通道的另一端分别各连接一个用于收集检测后废液的集液腔，每一条通道上都等间隔的设置有2～6个与所述的通道相连通的用于放置待测生鲜奶样流体的微腔。