本發明專利技術公開了一種用于細胞的S參數的檢測平臺，該平臺能夠觀察和記錄細胞的位置和S參數。提出的平臺包括4個功能塊，分別為微流控模塊，顯微成像模塊，探針臺和數據處理單元。其中微流控模塊，把細胞樣本輸送到檢測區域；顯微成像模塊，放大檢測區域；探針臺模塊，實現傳感器的連接和獲取S參數；數據處理單元，實現細胞的觀察，系統的控制。整個細胞的S參數的測試平臺中微流控技術與電學測量通過一種細胞捕獲檢測傳感器的連接，該傳感器中包含特殊設計的微流管道和電極。整個測試平臺能夠有效地觀察細胞的捕獲和測量細胞的S參數。細胞的捕獲和測量細胞的S參數。細胞的捕獲和測量細胞的S參數。
【技術實現步驟摘要】
一種用于測量細胞S參數的檢測平臺及其檢測方法
[0001]本專利技術涉及微流控和電學測量領域，具體涉及細胞溶液的微量輸送、檢查區域的細胞觀察和檢測細胞的S參數。提出的測試平臺能夠實現細胞的輸送，觀察與S參數的測量。
技術介紹
[0002]許多藥物研發大多需要對特定的細胞進行檢測，如有效地實現特定細胞的檢查一直是科研人員關注的問題。利用細胞的生化特性進行檢測的方法已經大量普及并且成熟可靠，如抗原抗體反應，聚合酶鏈式反應(PCR)，熒光標記等。但是生化檢測法需要專業的試劑和設備，潔凈的檢測環境，漫長的處理過程和生化處理方面的專業知識。如何高效快速地完成細胞的檢測具有重要的意義。近些年研究表明，細胞除了生化特性外還具有機械特性和電學特性。在電學特性上，如同種細胞的活性差異導致細胞膜的通透性改變進而導致細胞整體的介電常數的差異，此外，細胞液的濃度差異也會導致細胞整體的介常數差異。在理論和實驗中驗證了利用細胞的電學特性檢測細胞的可行性。并且細胞的電學特性測量不需要額外的生化操作，也不需要特殊的生化試劑，從而簡化了細胞檢測的流程和檢測成本。因此基于細胞的電學特性的細胞檢測方法具有巨大的應用潛力。基于細胞的電學特性，本專利提出一種用于測量細胞S參數的測試平臺及其檢測方法，實現細胞的觀察和S參數獲取。S參數通過特定的電學公式轉換得到細胞的電學特性。
技術實現思路
[0003]本專利技術的目的在于提供一種能夠測量細胞S參數的檢測平臺。這樣的平臺能夠觀察和記錄細胞的圖像和S參數。
[0004]本專利技術一種用于測量細胞S參數的檢測平臺，包括微流控模塊、探針臺模塊、成像模塊和計算機單元。微流控模塊包括細胞捕獲檢測傳感器、輸出導管和溶液收集器。細胞捕獲檢測傳感器用于實現細胞的捕獲，釋放以及S參數檢測，其上設置有用于細胞捕獲的微流道，以及用于S參數檢測的波導電極。微流道上設置有輸入口，輸出口、控制端口和細胞捕獲通道。細胞捕獲通道能夠捕獲輸入口中輸入的細胞溶液中的細胞。所述微流道的輸出口與溶液收集器之間通過輸出導管連接。
[0005]所述的成像模塊設置在微流道的細胞捕獲通道的正上方，用于細胞捕獲通道中的細胞的顯微拍攝。所述的細胞捕獲檢測傳感器包括共面波導基板、流道基板。共面波導基板包括玻璃基底和波導電極，其中波導電極包括相互平行的三條銅導線。三條銅導線依次為第一地線、源線和第二地線。流道基板設置在共面波導基板上。微流道設置在流道基板上；微流道的細胞捕獲通道中的檢測區域位于第一地線與源線之間。所述的細胞捕獲檢測傳感器安裝在探針臺模塊上。源線和地線通過探針臺模塊上的探針引出至網絡分析儀。
[0006]作為優選，所述的注射器采用1mL的醫用注射器。
[0007]作為優選，所述的微流控模塊還包括注射器、微流注射泵和輸入導管。注射器安裝在微流注射泵上，用于存儲和輸出含有細胞樣本的溶液。注射器的注射口與細胞捕獲檢測
傳感器的輸入口通過輸入導管連接。微流注射泵和計算機之間通過串口線連接。
[0008]作為優選，所述微流道的控制端口通過控制導管引出，控制導管能夠向微流道的控制端口充壓。
[0009]作為優選，所述的成像模塊包括五倍的物鏡、光路匹配器和顯微鏡攝像頭，顯微鏡攝像頭的信號輸出接口與計算機連接。
[0010]作為優選，所述的探針臺模塊包括探針臺、第一探針、第一同軸線、第二探針、第二同軸線和網絡分析儀。第一探針和第二探針安裝在探針臺上；網絡分析儀的第一接線端口和第一探針通過第一同軸線連接，網絡分析儀的第二接線端口和第二探針通過第二同軸線連接。第一探針、第二探針與細胞捕獲檢測傳感器上的波導電極的兩端分別連接。
[0011]作為優選，網絡分析儀與計算機通過網線連接。
[0012]作為優選，所述的共面波導基板上設置有第一定位點；所述的流道基板上設置有第二定位點；共面波導基板與流道基板通過第一定位點與第二定位點進行定位并鍵合。
[0013]作為優選，三條銅導線厚度均為1μm。源線的寬度為60μm；源線與第一地線、第二地線的間距均為30μm。
[0014]作為優選，所述的微流通道包括輸入口、輸出口、控制端口、運輸通道、捕獲通道和阻塞結構。運輸通道的兩端與輸入口、輸出口分別連通。運輸通道的中間位置與捕獲通道的一端連通。捕獲通道的另一端連接阻塞結構。阻塞結構包括阻塞通道檢測區域和匯流通道。檢測區域與捕獲通道連接。匯流通道與檢測區域間隔設置，并通過多條阻塞通道連接。檢測區域大于被測細胞的直徑。細胞無法通過阻塞通道。匯流通道與控制端口連通。
[0015]該用于測量細胞S參數的檢測平臺的檢測過程如下：
[0016]步驟一、探針接入到細胞捕獲檢測傳感器前完成標準的校準流程，包括網絡分析儀的頻率范圍，步長，中頻帶寬和功率設置。探針調平。開路、短路、負載、直通校準。完成校準后再把探針接入到細胞捕獲檢測傳感器。
[0017]步驟二、調整成像模塊，使得能夠清晰地觀察到檢測區域的圖像。
[0018]步驟三、向微流道的輸入口注入含有細胞的溶液。
[0019]步驟四、捕獲階段，將微流通道的控制端口懸空，進入到捕獲通道的細胞被阻塞通道阻塞，細胞停留在檢測區域中。當檢測區域的細胞數量達到要求時，堵住控制端口，等待網絡分析儀完成新的一次掃描后保存S參數。
[0020]步驟五、細胞釋放階段，對控制端口引出的導管施加壓力，被捕獲的細胞在壓力作用下離開檢測區域沿著微流通道朝向輸出端口方向移動。
[0021]本專利技術的有益效果為：
[0022]1.本專利技術中的計算機單元實現了實時地顯示和存儲攝像頭捕獲的圖像，遠程控制網絡分析儀，遠程監視和控制微流注射泵的工作狀態，減小系統的控制難度和測試人員的需求。
[0023]2.本專利技術同時具有圖像捕獲和S參數檢測功能，兩者的相互驗證保證測試所得的數據的可靠性。
[0024]3.本專利技術中的細胞捕獲檢測傳感器具有的捕獲和釋放的功能，實現了在不更換傳感器的前提下檢測多組細胞的S參數。降低了檢測成本，也控制了操作上引入的誤差，有利于后期的數據分析。
附圖說明
[0025]圖1為本專利技術的測試平臺示意圖；
[0026]圖2為本專利技術中細胞捕獲檢測傳感器的整體示意圖；
[0027]圖3為本專利技術中共面波導基板；
[0028]圖4為本專利技術中流道基板的示意圖；
[0029]圖5為本專利技術中細胞捕獲通道的示意圖。
[0030]其中，1.輸入端口，2.輸出端口，3.控制端口，4.過濾陣列，5.運輸通道，6.捕獲通道，7.阻塞通道，8.檢測區域，9.流道基板切割輪廓，10.第二定位點，11.第一地線，12.源線，13.第二地線，14.共面波導基板，15.第一定位點。16.為注射器，17.微流注射泵，18.輸入導管，19.流道基板，20.共面波導基板，21.輸出導管，22.溶液收集器，23.探針臺，24.第一探針，25.第二探針，26.第一同軸線，27.第二同軸線，28.網絡分析儀，29.物鏡，30.本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種用于測量細胞S參數的檢測平臺，包括微流控模塊、探針臺模塊、成像模塊和計算機單元(35)；其特征在于：微流控模塊包括細胞捕獲檢測傳感器、輸出導管(21)和溶液收集器(22)；細胞捕獲檢測傳感器用于實現細胞的捕獲，釋放以及S參數檢測，其上設置有用于細胞捕獲的微流道，以及用于S參數檢測的波導電極；微流道上設置有輸入口(1)，輸出口(2)、控制端口(3)和細胞捕獲通道；細胞捕獲通道能夠捕獲輸入口(1)中輸入的細胞溶液中的細胞；所述微流道的輸出口(2)與溶液收集器之間通過輸出導管(21)連接；所述的成像模塊設置在微流道的細胞捕獲通道的正上方，用于細胞捕獲通道中的細胞的顯微拍攝；所述的細胞捕獲檢測傳感器包括共面波導基板、流道基板(19)；共面波導基板包括玻璃基底和波導電極，其中波導電極包括相互平行的三條銅導線；三條銅導線依次為第一地線(11)、源線(12)和第二地線(13)；流道基板(19)設置在共面波導基板(4)上；微流道設置在流道基板(19)上；微流道的細胞捕獲通道中的檢測區域(8)位于第一地線(11)與源線(12)之間；所述的細胞捕獲檢測傳感器安裝在探針臺模塊上；源線和地線通過探針臺模塊上的探針引出至網絡分析儀(28)。2.根據權利要求1所述的一種用于測量細胞S參數的檢測平臺，其特征在于：所述的微流控模塊還包括注射器(16)、微流注射泵(17)和輸入導管(18)；注射器(16)安裝在微流注射泵(1)上，用于存儲和輸出含有細胞樣本的溶液；注射器的注射口與細胞捕獲檢測傳感器的輸入口(1)通過輸入導管(18)連接；微流注射泵(17)和計算機(35)之間通過串口線(33)連接。3.根據權利要求1所述的一種用于測量細胞S參數的檢測平臺，其特征在于：所述微流道的控制端口(3)通過控制導管引出，控制導管能夠向微流道的控制端口(3)充壓。4.根據權利要求1所述的一種用于測量細胞S參數的檢測平臺，其特征在于：所述的成像模塊包括五倍的物鏡(29)、光路匹配器(30)和顯微鏡攝像頭(31)，顯微鏡攝像頭的信號輸出接口與計算機(35)連接。5.根據權利要求1所述的一種用于測量細胞S參數的檢測平臺，其特征在于：所述的探針臺模塊包括探針臺(23)、第一探針(24)、第一同軸線(27)、第二探針(25)、第二同軸線(27)和網絡分析儀(28)；第一探針(24)和第二探針(24)安裝在探針臺(23)上；網絡分析儀(28)的第一接線端口和第一探針(24)通過第一同軸線(2...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃汐威，陳津，蘇江濤，孫玲玲，
申請(專利權)人：杭州電子科技大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。