流式微粒检测方法技术

本发明专利技术公开了流式微粒检测方法，采用微流体芯片，微流体芯片上设置一个加样孔；加样孔内的液体经储液池流出分成至少两个支流，一个支流作为样品液通道，其余支流作为鞘液流经的鞘液通道；样品液通道和鞘液通道在聚焦点处汇集；检测通道两端设置至少两个电极，两个电极的输出端连接差分放大电路；芯片倾斜或竖直放置，加样孔水平位置高于芯片上的废液池；被测样品颗粒悬浮液从加样孔注入，芯片中的流体及被测样品在重力和电场的作用下从加样孔出发，实现分流、聚焦、检测，最终流到废液池。本设计不需要外加驱动，降低了芯片设计复杂度和系统设计难度，采用差分放大提高检测的灵敏度，确保了检测结果的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生物医学检测领域，具体涉及一种流式微粒检测方法。
技术介绍
流式微粒检测是对处于液体中的微粒颗粒逐个进行定量分析和分选的技术，它可以测量微粒大小、形状、浓度、活性等，在血液学、免疫学、分子生物学等学科有较为广泛的应用。它在检测中所采用的库尔特原理是指：悬浮在电解液中的颗粒随电解液通过小孔时，取代相同体积的电解液，在恒电流设计的电路中导致小孔内外两电极间电阻发生瞬间变化，产生电位脉冲，脉冲信号的大小和次数与颗粒的大小和数目成正比。样品聚焦是流式微粒检测的关键技术，目前的检测中都是通过外力作用对样品液实现聚焦。聚焦又分为通过鞘液聚焦和无需鞘液的聚焦。前者如中国专利201210482142.7公开的《微流体微粒仪及制作方法》中，利用外界注射泵的压力分别从样品液入口注入样品液，从鞘液入口注入鞘液，然后样品液和两路鞘液同时流到鞘流汇聚区，鞘液的聚集作用将样品液中的微粒颗粒包夹成线性排列流入检测区进行检测。这种方法中两个鞘流和样品液都需要驱动源，在该专利中采用一个电机控制三个管道的方式，这样不仅设备变得很庞大，成本也提高，更为重要的是由于每次进行检测时需要更换芯片，那么每次都检测都需要重新将三个通道与电机进行连接，这个连接处的密封性问题就会影响到对三个通道的压力的大小，造成聚焦效果不好，测试结果就不够精确。后者如中国专利201310283051.5公开的《一种用于流式微粒仪的微流控芯片结构及其制作方法》，它采>用锥形聚焦结构，认为其具有类似与传统的鞘液流系统的聚焦效果，使得微粒颗粒单个流入微通道，微通道通过通道束缚微粒使其单个通过检测区，但是该种方法仍然不能避免多个微粒或检测颗粒同时通过检测区域造成信号重叠的问题，在高浓度样本的检测条件下造成检测结果的不精确。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种聚焦效果好、不需要外力驱动的流式微粒检测方法，降低了芯片设计复杂度和系统设计难度，采用差分放大提高检测的灵敏度，确保了检测结果的精度，用该检测方法能够使检测仪器小型化、便携化。实现本专利技术目的的第一种技术方案是流式微粒检测方法，采用微流体芯片，所述微流体芯片上设置一个加样孔；所述加样孔内的液体经储液池流出分成至少两个支流，一个支流作为样品液通道，运载被测物颗粒，其余支流没有被测样品，作为鞘液流经的鞘液通道；所述鞘液通道的入口处设置被测样品阻碍机构；所述样品液通道和鞘液通道在聚焦点处汇集，被测样品被聚焦；所述被测样品通过聚焦点后，再流经狭窄段，该狭窄段作为检测通道；所述检测通道两端设置至少两个电极，两个电极的输出端连接差分放大电路；芯片倾斜或竖直放置，加样孔水平位置高于芯片上的废液池；被测样品颗粒悬浮液从加样孔注入，芯片中的流体及被测样品在重力和电场的作用下从加样孔出发，实现分流、聚焦、检测，最终流到废液池。所述样品液阻碍机构为孔径小于样品液中待测微粒直径的滤网或者间隙小于待测微粒直径的微柱阵列。将所述储液池的出口分成三个通道，中间的通道作为样品液通道，两侧作为鞘液通道。另一种技术方案是流式微粒检测方法，采用微流体芯片，所述微流体芯片上设置一个加样孔；所述加样孔为相互连通的大小池结构，大池的出口分成两个支流，作为鞘液通道，位于底部的小池的出口连通样品液通道；所述样品液通道和鞘液通道在出口处汇集形成样品聚焦；聚焦液流过检测通道，最后流入废液池；将被测样品颗粒悬浮液注入加样孔；芯片倾斜或竖直放置，使加样孔水平位置高于废液池，芯片中的流体在重力和电场的作用下从加样孔出发，实现分流、聚焦、检测，最终流到废液池；所述检测通道处设有用于检测微粒大小及浓度的信号采集电路、信号放大电路及计算模块。在所述鞘液通道内设置鞘液聚集导向机构，在所述样品液通道的出口处设置只能允许单细胞样品液通过的样品液阻碍机构。在所述样品液通道的入口处设置只能允许单粒样品液通过的机构。在所述检测通道内设置检测位导向机构，使得检测通道的两侧形成两个检测位，在检测位布置电极进行信号检测；或者设置信号检测孔，信号检测孔与检测位通过通道连接，电极放入信号检测孔实现信号的检测。所述两侧的鞘液通道与中间的检测液通道夹角为15°～90°。本专利技术采用了上述技术方案后，具有以下积极的效果：(1)本专利技术的方法中，将加样孔的水平位置高于芯片中废液池，利用重力原理来提供鞘液和样品液流动的动力，因此可以不需要外加驱动，方法更加简单，降低了芯片设计的复杂度和系统设计难度，所使用的设备也更加小型化，节能化，同时采用两个电极进行采样检测，用差分放大来提高检测的灵敏度，确保了检测结果的精度。(2)本专利技术的一种最佳的方式是储液池的出口分成三个通道，中间的通道作为样品液通道，两侧的作为鞘液通道，对称设置，两侧的鞘液通道与中间的检测也通道夹角为15°～90°，这样可以使得鞘液对单微粒实现最佳的聚焦效果。(3)本专利技术在鞘液通道的入口处设置被测样品阻碍机构，样品液阻碍机构为孔径小于样品液中待测微粒直径的滤网或者间隙小于待测微粒直径的微柱阵列，这样能够确保只有鞘液可以流过，而较大直径的被检样品微粒则不能通过。(4)本专利技术采用在鞘液通道内设置鞘液聚集导向机构；在样品液通道的入口处设置只能允许单粒样品液通过的机构，在检测通道内设置检测位导向机构，使得检测通道的两端形成两个检测位的方式，一方面形成两次聚焦，使得聚焦效果更好，另一方面可以实现两点同时检测，提高了检测效率。(5)在本专利技术中，加样孔水平位置高于芯片中废液池的方式可以多种，可以将微流体芯片整体倾斜；或者加样孔倾斜设置；或者鞘液通道和样品液通道中设置至少一段斜面；或者聚焦通道中设置至少一段斜面，这样就能出现高度差，液体在重力的作用下流动。具体实施方式(实施例1)本实施例的流式微粒检测方法主要是利用重力原理来提供鞘液和样品液流动的动力，因此可以不需要外力驱动，同时采用两个电极进行采样检测，用差分放大来提高检测的灵敏度。具体来说，采用微流体芯片，微流体芯片上设置一个加样孔；加样孔内的液体流入通道时分成至少两个支流，一个支流流经样品液通道，其余支流不运载被测样品，从而作为鞘液通道。作为一种最佳的方式是：储液池的出口分成三个通道，中间的通道作为样品液通道，两侧的作为鞘液通道，对称设置，两侧的鞘液通道与中间的检测通道的夹角为15°～90°，这样可以使得鞘液对单微粒进行最完整的包裹。鞘液通道的入口处设置被测样品液阻碍机构，样品液阻碍机构为孔径小于样品液中待测微粒直径的滤网或间隙小于待测微粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
流式微粒检测方法，其特征在于：采用微流体芯片，所述微流体芯片上设置一个加样孔；所述加样孔内的液体经储液池流出分成至少两个支流，一个支流作为样品液通道，运载被测物颗粒，其余支流没有被测样品，作为鞘液流经的鞘液通道；所述鞘液通道的入口处设置被测样品阻碍机构；所述样品液通道和鞘液通道在聚焦点处汇集，被测样品被聚焦；所述被测样品通过聚焦点后，再流经狭窄段，该狭窄段作为检测通道；所述检测通道两端设置至少两个电极，两个电极的输出端连接差分放大电路；芯片倾斜或竖直放置，加样孔水平位置高于芯片上的废液池；被测样品颗粒悬浮液从加样孔注入，芯片中的流体及被测样品在重力和电场的作用下从加样孔出发，实现分流、聚焦、检测，最终流到废液池。

【技术特征摘要】
1.流式微粒检测方法，其特征在于：采用微流体芯片，所述微流体芯片上
设置一个加样孔；所述加样孔内的液体经储液池流出分成至少两个支流，一个支
流作为样品液通道，运载被测物颗粒，其余支流没有被测样品，作为鞘液流经的
鞘液通道；所述鞘液通道的入口处设置被测样品阻碍机构；所述样品液通道和鞘
液通道在聚焦点处汇集，被测样品被聚焦；所述被测样品通过聚焦点后，再流经
狭窄段，该狭窄段作为检测通道；所述检测通道两端设置至少两个电极，两个电
极的输出端连接差分放大电路；芯片倾斜或竖直放置，加样孔水平位置高于芯片
上的废液池；被测样品颗粒悬浮液从加样孔注入，芯片中的流体及被测样品在重
力和电场的作用下从加样孔出发，实现分流、聚焦、检测，最终流到废液池。
2.根据权利要求1所述的流式微粒检测方法，其特征在于：所述样品液阻
碍机构为孔径小于样品液中待测微粒直径的滤网或者间隙小于待测微粒直径的
微柱阵列。
3.根据权利要求1所述的流式微粒检测方法，其特征在于：将所述储液池
的出口分成三个通道，中间的通道作为样品液通道，两侧作为鞘液通道。
4.流式微粒检测方法，其特征在于：采用微流体芯片，所述微流体芯片上
设置一个加样孔；所述加样孔为相互连通的大小池结构，大池的出口分成两个支
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴旭东，江吉蕊，帅宇，阎玉川，万蒙舟，姚沁，张羽，李会娟，董健，
申请(专利权)人：江苏卓微生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32