[发明专利]一种生乳细胞分析用微流控芯片及微流控取样装置

说明书

本发明提供一种生乳细胞分析用微流控芯片及微流控取样装置，用于对生乳样品进行取样，该微流控取样装置包括托架组件以及卡接在托架组件上的至少一个微流控芯片，微流控芯片包括基座以及设于基座的进样检测腔，进样检测腔具有进样口、分析区以及连通进样口和分析区的引流槽区，分析区的厚度小于引流槽区的厚度，且分析区或引流槽区上设置多个排气孔，能够防止生乳样品堵塞流路以实现生乳样品快速进样，避免了气泡的产生，实现生乳细胞样品量的精确控制以及同时兼顾细胞计数与分型检测的精密度，为生乳细胞的现场精准分析奠定了基础。

技术领域

本发明属于生物医学检测技术领域，具体涉及一种生乳细胞分析用微流控芯片及微流控取样装置。

背景技术

生乳中的体细胞通常包括巨噬细胞、淋巴细胞、多形核嗜中性白细胞和少量的乳腺组织上皮细胞等，每毫升生乳中含有的体细胞总数(SSC)是生乳质量的衡量指标。以牛生乳为例，在正常情况下，每毫升牛生乳约有2万-20万个体细胞。一般来说，当泌乳系统发生感染与损伤(例如受到细菌侵袭)时，白细胞会大幅增高至50万/ml至100万/ml，甚至更高。体细胞的浓度与畜牧管理、食品安全密切关联，例如，在畜牧业，体细胞的浓度可以直接反映奶牛的乳房健康程度、潜在产奶能力等；在食品安全方面，体细胞的浓度与牛奶的成分、品质、风味息息相关。因此，对生乳体细胞进行快速准确的计数，有助于对牲畜健康管理和奶品质量监测。

现有的体细胞总数检测技术，主要针对牛体细胞，包括间接法与直接法。间接法是指对因体细胞增多而导致的牛奶理化特性变化进行检测，从而间接反映牛体细胞总数；直接法则直接针对细胞进行检测计数。常见的间接法包括加利福尼亚细胞数测定法(CMT)、威斯康辛乳腺炎检测法(WMT)、黏度法等，都是利用表面活性剂使细胞中的DNA释放，进而针对DNA的聚集团块、胶束胶体、黏度等进行测量，这些方法最主要的缺陷是上述理化特征不够典型，在牛奶不新鲜、脂肪含量过高、温度差异过大等情况下会产生较大的误差。直接法最为经典的是人工镜检法，由于该方法过多依赖人工经验，而逐渐被流式细胞技术所替代。流式细胞技术是将预先经过荧光染色的细胞，在鞘液的包裹下被稀释、驱动，从而依次通过光学检测系统实现精确计数。其作为目前最为先进的技术，检测速度快、准确率较高，但操作流程复杂，设备单价与使用成本均较高。

针对流式细胞技术的优势与问题，在先技术US8906697B2公开了一种新型的直接法检测技术。整个检测装置包括三个部分，即促进奶样吸取的活塞部分、实现奶样中细胞染色的流路部分、对染色后细胞进行分析的检测部分。在使用过程中，将流路部分的前端置入奶样中，推动活塞部分使奶样被吸入流路部分，并在流路中与预先固定的试剂混合，最终奶样与试剂混合物流进检测部分，根据荧光信号对细胞个数与形态进行检测。与流式细胞技术相比，此种方法最为显著的优势是，使用简单的成像系统即可同时对细胞个数及形态进行现场快速分析。然而，该技术存在以下缺陷：

(1)缺少防止气泡干扰的设计：生乳中蛋白含量高，极易在晃动的过程中产生气泡。由于缺少相应的排气结构设计，检测部分存在的微小的气泡也将造成细胞计数较大误差；检测部分存在的较大的气泡将形成大面积的空腔，会造成更大的分析偏差；

(2)缺少防止流路中乳样堵塞的设计：生乳中脂肪、蛋白含量均较高，因而较为粘稠，同时温度的变化易使其发生凝结进一步增加黏度，较细且长的流路部分极易发生堵塞；

(3)缺少细胞精细分析的设计：检测部分通常只具有均一的厚度，因而无法同时兼顾小厚度单细胞精细分析(小厚度、小景深、单位生乳体积铺展面积大，适宜单个细胞精细分析)、大厚度细胞总数精准计量(大厚度、大景深、单位检测部分面积承载体积大，适宜更多细胞精准计数)的需求；

(4)缺少结果精准复核的设计：生乳中体细胞含量极低(2万/ml-20万/ml)，极易产生较大的采样与检测的偏差，缺少结果复核会对检测结果的精准性、可靠性造成影响。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种改进的生乳细胞分析用微流控芯片。