[发明专利]一种基于阻抗频谱积分特征的细胞活性检测方法及装置

摘要

本发明公开一种利用细胞阻抗传感器来间接检测细胞活性的基于阻抗频谱积分特征的细胞活性检测方法及装置，第一检测孔中注入含待检测细胞的细胞培养液，第二检测孔中注入不含待检测细胞的相同体积的细胞培养液，分别得到两个检测孔中培养液在每个频率下分别对应的阻抗幅值，先计算出阻抗幅值差，将阻抗幅值差与预设的阻抗差阈值比较确定出积分频段，再在该频段内拟合得到含有待检测细胞的的细胞培养液和不含有待检测细胞的细胞培养液的阻抗谱函数，对阻抗谱函数积分得到阻抗谱积分值，最后计算出细胞活性指数；本发明采用细胞阻抗测量灵敏度较高的频段内的频谱积分值来表示当前的细胞活性值，有效提高了细胞活性检测的精确度和灵敏度。

主权项

1.一种基于阻抗频谱积分特征的细胞活性检测装置的检测方法，采用基于阻抗频谱积分特征的细胞活性检测装置，该细胞活性检测装置包括具有第一、第二两个检测孔的细胞阻抗传感器(1)，每个检测孔底部各布置一个叉指电极(4)，叉指电极(4)经MCU控制电路(14)连接上位机(17)，MCU控制电路(14)包括高速单片机、DDS信号发生器、检测通道选通电路、信号叠加电路、高通滤波电路，高速单片机的输出端分别连接DDS信号发生器、检测通道选通电路和信号叠加电路，DDS信号发生器的输出端经衰减电路连接信号叠加电路，信号叠加电路依序经检测通道选通电路、传感器连接端口(15)连接叉指电极(4)，传感器连接端口(15)的输出端依序经电流/电压转换电路、放大电路、高通滤波电路连接单片机的输入端；在第一检测孔中注入含待检测细胞的细胞培养液，第二检测孔中注入不含待检测细胞的相同体积的细胞培养液，其特征是包括以下步骤：/n步骤A：单片机先控制检测孔选通电路选通第一检测孔，依序控制DDS信号发生器产生递增频率f₁,f₂,……,f_n-1,f_n信号，并分别采集叉指电极(4)输出的对应信号，计算出第一检测孔中细胞培养液的对应的阻抗幅值Z₁,Z₂,……,Z_n-1,Z_n；然后控制检测孔选通电路选通第二检测孔，得到第二检测孔中细胞培养液在每个频率f₁,f₂,……,f_n-1,f_n下分别对应的阻抗幅值β₁,β₂,……,β_n-1,β_n；最后将每个频率和阻抗幅值上传到上位机(17)；/n步骤B：上位机(17)先按式ΔZ_i＝Z_i-β_i计算出阻抗幅值差ΔZ_i，i＝1,2,......,n-1,n，将阻抗幅值差ΔZ_i与预设的阻抗差阈值ΔZ比较，确定出积分频段[f_low,f_high]，f_low是阻抗谱积分下限频率，f_high是阻抗谱积分上限频率；再在该频段内拟合到含有待检测细胞的细胞培养液和不含有待检测细胞的细胞培养液的阻抗谱函数Z(f)与β(f)，对阻抗谱函数积分得到阻抗谱积分值和最后计算出积分值ΔI＝I_x-I₀和细胞活性指数V_index＝ΔI/I_max，I_max是细胞活性上限值。/n