[发明专利]一种用于检测贴壁细胞浓度的微流控芯片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于检测贴壁细胞浓度的微流控芯片及其制备方法；涉及生物检测技术领域；以微流控芯片为平台，利用散斑聚焦效应，通过检测平行光穿过不同浓度的呈凸透镜形状的贴壁细胞溶液后所得到的不同光强来检测细胞浓度；所述的微流控芯片包括输入单元、准直单元、聚焦单元耦合单元；该方法简单，操作方便，并可有效提高检测的灵敏度，尤其对于细胞浓度在0.1×10⁶~1×10⁶ cells/ml可有效测定；本装置可通过MEMS工艺可以大批量制作，成本较低，同时操作简便，避免了常规的细胞染色处理，可实现高灵敏度快速贴壁细胞浓度检测。

技术领域

本发明涉及生物检测技术领域，具体涉及细胞浓度检测技术领域，特别是涉及一种基于聚焦散斑效应原理的贴壁细胞浓度的微流控芯片及其制备方法。

背景技术

目前在生物学研究中，细胞计数技术得到越来越广泛的应用。很多疾病和药物方面的研究都需要得知某些特定细胞的数量：一方面可以根据组织环境中的目标细胞数量判断疾病病情；另一方面，在药物筛选中，可以通过组织中特定细胞数量的增减变化判断测试药物对于疾病是否有明显的疗效。常用的计数方法包括库尔特计数法、流式细胞计数法、人工计数法等。库尔特计数采用小孔电阻原理，测量颗粒的大小和数量，得出各颗粒的大小，统计出颗粒度的分布，是一种简便、快捷、有效的测定方法，不破坏样品，特别适于连续测定，但是该方法只能用于对单一种类的细胞实现计数，而不能对混合的细胞进行区分及计数，同时需要消耗较长的检测时间。人工计数具有操作工作量大，且重现性不好，人为因素影响和误差较大。流式细胞计数相对准确．但操作比较繁琐，耗时长，其设计成本高达近百万，体积巨大而受到限制；同时需要经过前期培训的专业人员才能操作，操作过程比较复杂，检测时间较长。在微电子机械系统（MEMS）技术高速发展条件下，以低功耗、易集成、微体积、微重量而著称的微流控细胞计数脱颖而出，逐渐受到细胞计数研究领域的关注。随着光学技术的不断进步，以微机械加工的微流控芯片为平台，利用光学技术实现对细胞浓度高精度、高灵敏度的测量成为可能。

贴壁细胞(adherent cells)这类细胞的生长必须有可以贴附的支持物表面，细胞依靠自身分泌的或培养基中提供的贴附因子在该表面上生长，繁殖。活体体内的细胞当离体置于体外培养时大多数均以贴壁方式生长，主要包括正常细胞和肿瘤细胞，比如成纤维细胞，骨骼组织（骨及软骨），心肌与平滑肌、肝、肺、肾、乳腺皮肤神经胶质细胞，内分泌细胞，黑色素细胞及各种肿瘤细胞等。在多种情况下，需要对这类贴壁细胞的浓度进行检测。

发明内容

本发明克服现有对细胞浓度检测技术存在的问题，提供基于聚焦散斑效应原理的，可提高检测灵敏度的一种用于贴壁细胞浓度检测的方法及其检测装置。为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为。

一种用于检测贴壁细胞浓度的方法，包括以下步骤：

a）将待测贴壁细胞溶液静置于底面为凸透镜形状的模具，贴壁细胞均匀贴附在模具底面，形成凸透镜形状，之后移除模具，形成以贴壁细胞构成的聚焦单元（503）。

b）使平行光通过所述的聚焦单元（503），汇聚形成聚焦光斑。

c）承接聚焦光斑，并检测聚焦光斑的光强，得到对应的贴壁细胞浓度。

优选的，所述的底面为凸透镜形状的模具为铁质容器。为了使细胞在限定的透镜范围内进行贴壁，通过高精度机械加工制作了铁质的底部为凸透镜形状的模具，将模具置于使用多聚赖氨酸处理过的硅片上，这样处理之后的硅片可以使细胞在较短时间进行贴壁，缩短检测时间，提高本发明的实用性。之后将贴壁细胞溶液置于模具内静置一段时间，由于贴壁细胞本身的生长特性，细胞将随机均匀的铺满模具底部范围，构成凸透镜形状的单层细胞层，而此凸透镜形状的单层细胞层的折射率取决于构成其的贴壁细胞的密度；

一种用于检测贴壁细胞浓度的装置，包括光源（1）、多模光纤分光器（2）、高频振荡器（3）、功率计（4）以及微流控芯片（5）。