多场多尺度的细胞检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多场多尺度的细胞检测装置及方法，该装置包括超快光学成像检测装置、超快受激拉曼光谱检测装置、光声显微成像检测装置、细胞分选装置、共聚焦显微镜、荧光标记检测装置、细胞氧化应激测定装置、微流芯片、计算机；本发明专利技术通过超快光学成像检测装置、超快受激拉曼光谱检测装置和光声显微成像检测装置对细胞实时检测，通过计算机分析判断细胞检测数据并传递指令给细胞分选装置，细胞分选装置依据传输来的指令筛选出特定的细胞，将分选出的细胞均匀的分为三份并分别传输到共聚焦显微镜、荧光标记检测装置和细胞氧化应激测定装置处，通过计算机收集和分析检测的细胞数据判断检测对象的健康状况或对应所患的疾病类型。类型。类型。

【技术实现步骤摘要】
多场多尺度的细胞检测装置及方法


[0001]本专利技术涉及细胞检测领域，具体涉及一种多场多尺度的细胞检测装置及方法。

技术介绍

[0002]高速细胞探测一直是生物、医学领域非常有挑战性的工作，并且保持着持续的生命力。血液中蕴藏着人体生命活动的重要信息，血液中各种成分含量的变化可以真实地反映人体的健康状况，因此血液中的细胞检测分析对于许多疾病的诊断和治疗都有着十分重要的意义。
[0003]目前临床上常用的血细胞检测方法是对外周血进行分析，这种方法可以从宏观上对血液中主要血细胞的含量进行检测，但是由于无法提供单个细胞的特性，因此难以对特定阶段血液中的细胞进行有针对性的分析，导致一些恶性疾病难以通过常规外周血的检测进行早期诊断。目前临床上常用涂片镜检的方式对血液中细胞的形态进行检测，这种方法可以帮助明确血液中各细胞的变化，但是这种检验方式耗时长，工作效率低，并且对检验人员的操作技术有一定的要求，因此难以胜任血液样本检测大通量的需求。目前常采用的高速细胞检测方式为流式细胞成像检测，其主要通过传统或改进型流式细胞仪来实现，基本原理是利用CCD和PMT进行成像探测，辅以并行通道技术来提高细胞通量，这种方法的主要限制在于CCD的电荷时间和PMT 的信号积累时间限制，典型的细胞通量值为1000细胞/秒左右，不能满足细胞大通量检测的需求。同时，现有的细胞检测如镜检、荧光显微技术等通常只能在一个或少量几个物理场或尺度下获得细胞信息，不能满足细胞多场多尺度检测的需要。例如，公开的专利技术专利CN108732103A
ꢀ“<br/>一种基于光流控成像光谱的细胞检测和分类装置”能获得细胞的光谱信息和形态信息，但是受限于CCD成像速度以及光谱仪的刷新频率，不能实现细胞的高速检测；公开的专利技术专利 CN1118557663A“一种细胞多参数检测微纳传感器及其制作方法”能获得温度、电导率、PH 值等信息，但是不能实现单个细胞高速检测，并且不能获得单个细胞的形态、光谱、氧化特性等信息；公开的专利技术专利CN2020105476385.2“一种集成预分选的细胞机械和电学多参数联合检测的装置”，能获得细胞的机械性能和电学特定等参数，无法获得细胞分析常见的形态、光谱等信息，同时受限于摄像机的帧速度以及电极和数据采集卡的采集、传输速度的限制，细胞检测速度有限。
[0004]近几年，人工智能的产生和飞速发展加速促进了医疗领域的进步，人工智能的深度学习应用于图片识别和语音识别领域已经在商业领域取得了成熟的发展。同时，国内外正处于“互联共通”的时代背景下，大数据网络也已基本成型，医疗机构也已经接入大数据网络中。通过搭配的学习算法可以快速掌握各类疾病图片的特征和形态，有望实现快速高准确度识别诊断，避免误诊误判，减少患者的看诊时间。
[0005]因此，高速获得单个细胞多场多尺度信息并通过人工智能准确处理分析海量的细胞数据对于细胞高通量、高精度检测、分析以及临床诊断、治疗具有重要的意义。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种多场多尺度的细胞检测装置及方法，解决了现有细胞检测装置及方法中检测尺度单一、获取信息量少以及检测时间长的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种多场多尺度细胞检测装置，包括超快光学成像检测装置、超快受激拉曼光谱检测装置、光声显微成像检测装置、细胞分选装置、共聚焦显微镜、荧光标记检测装置、细胞氧化应激测定装置、微流芯片、计算机；包括超快光学成像检测装置、超快受激拉曼光谱检测装置、光声显微成像检测装置、细胞分选装置、共聚焦显微镜、荧光标记检测装置、细胞氧化应激测定装置、微流芯片和计算机；所述超快光学成像检测装置、超快受激拉曼光谱检测装置、光声显微成像检测装置三部分光路共用聚焦部分，同时检测细胞，并将数据传递给计算机，计算机传递指令给细胞分选转置，分选出来的细胞传递给共聚焦显微镜、荧光标记检测装置、细胞氧化应激测定装置，三个转置并行排列分布，并将检测结果传递给计算机；
[0009]所述的超快光学成像检测装置、和超快受激拉曼光谱检测装置和光声显微成像检测装置用于高速、无标记的成像血液中的细胞；所述的细胞分选装置依据计算机给出的指令实时筛选出特定的细胞；所述的共聚焦显微镜用于静态、高分辨的观察、检测筛选出的细胞；所述的荧光标记检测装置用于以荧光标记的方法检测筛选出的细胞；所述的细胞氧化应激检测装置用于以在氧化应激条件下检测帅选出的细胞；所述的微流芯片用于细胞高速、无标记检测和定向筛选的载体；计算机用于实时分析处理超快光学成像检测装置和超快受激拉曼光谱检测装置所获的细胞数据并将结果传递给细胞分选装置，同时分析处理共聚焦显微镜、荧光标记检测装置和细胞氧化应激测定装置获得的细胞数据，并通过由获得不同的细胞数据判断检测对象的健康状况或对应所患的疾病类型：所述超快光学成像检测装置、超快受激拉曼光谱检测装置、光声显微成像检测装置三部分光路共用聚焦部分，同时检测细胞，并将数据传递给计算机；所述计算机传递指令给细胞分选转置，分选出来的细胞传递给共聚焦显微镜、荧光标记检测装置、细胞氧化应激测定装置，所述共聚焦显微镜、荧光标记检测装置、细胞氧化应激测定装置并行排列分布，并将检测结果传递给计算机。
[0010]作为优选方案，所述的超快光学成像检测装置包括飞秒宽谱脉冲源、时域色散模块、空间分束模块、空间色散模块、空间延时模块、光束聚焦模块、光束收集模块、空间合束模块、空间结合模块、光电探测器、高速数字示波器；
[0011]所述的飞秒宽谱脉冲经过所述时域分散模块和空间分束模块，一路(经过空间分束模块的光路分为两束，其中一束光路)依次经过空间色散模块、光束聚焦模块、微流芯片、光束收集模块、空间合束模块，另一路(经过空间分束模块的光路分为两束，其中另一束光路)经过空间延时模块，两路光再经空间结合模块同时到达光电探测器，高速数字示波器采样光电探测器所输入的信号，并将数据传给计算机；
[0012]进一步地，所述的超快受激拉曼光谱检测装置包括窄谱高频皮秒脉冲、宽谱高频飞秒脉冲、二色镜、空间延时模块、扫描振镜模块、光束聚焦模块、光束收集模块、滤波模块(低通滤波片)、脉冲预拉伸模块(玻璃棒)、脉冲拉伸模块(长光纤)、光电探测器、高速数字示波器；
[0013]所述的窄谱高频皮秒脉冲和宽谱高频飞秒脉冲经过所述二色镜后合束，合束后的
两路脉冲经过扫面振镜模块、光束聚焦模块、微流芯片、光束收集模块后到达滤波模块，经过滤波模块的光束再经过脉冲预拉伸模块和脉冲拉伸模块后到达光电探测器，高速数字示波器采样光电探测器所输入的信号，并将数据传给计算机；
[0014]更进一步地，所述的光声显微成像检测装置包括连续激光器、一维均匀光束分束模块、声透镜、超声转换器、放大器、数据采集单元；
[0015]所述的连续激光器产生的连续光经过一维均匀光束分束模块、光束聚焦模块后聚焦在微流芯片上，产生的声波经过声透镜聚焦后被超声转换器接收，信号经过放大器放大后被数据采集单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多场多尺度细胞检测装置，其特征在于：包括超快光学成像检测装置、超快受激拉曼光谱检测装置、光声显微成像检测装置、细胞分选装置、共聚焦显微镜、荧光标记检测装置、细胞氧化应激测定装置、微流芯片和计算机；所述超快光学成像检测装置、超快受激拉曼光谱检测装置、光声显微成像检测装置三部分光路共用聚焦部分，同时检测细胞，并将数据传递给计算机，计算机传递指令给细胞分选转置，分选出来的细胞传递给共聚焦显微镜、荧光标记检测装置、细胞氧化应激测定装置，三个转置并行排列分布，并将检测结果传递给计算机；所述超快光学成像检测装置、超快受激拉曼光谱检测装置和光声显微成像检测装置用于高速、无标记的成像血液中的细胞；所述细胞分选装置依据计算机给出的指令实时筛选出特定的细胞；所述共聚焦显微镜用于静态、高分辨的观察、检测筛选出的细胞；所述荧光标记检测装置用于以荧光标记的方法检测筛选出的细胞；所述细胞氧化应激检测装置用于以在氧化应激条件下检测帅选出的细胞；所述微流芯片用于细胞高速、无标记检测和定向筛选的载体；所述计算机用于实时分析处理超快光学成像检测装置和超快受激拉曼光谱检测装置所获的细胞数据并将结果传递给细胞分选装置，同时分析处理共聚焦显微镜、荧光标记检测装置和细胞氧化应激测定装置获得的细胞数据，并通过由获得不同的细胞数据判断检测对象的健康状况或对应所患的疾病类型：所述超快光学成像检测装置、超快受激拉曼光谱检测装置、光声显微成像检测装置共用聚焦部分，同时检测细胞，并将数据传递给计算机；所述计算机传递指令给细胞分选转置，分选出来的细胞传递给共聚焦显微镜、荧光标记检测装置、细胞氧化应激测定装置，所述共聚焦显微镜、荧光标记检测装置、细胞氧化应激测定装置并行排列分布，并将检测结果传递给计算机。2.根据权利要求1所述的多场多尺度细胞检测装置，其特征在于：所述超快光学成像检测装置包括飞秒宽谱脉冲源、时域色散模块、空间分束模块、空间色散模块、空间延时模块、光束聚焦模块、光束收集模块、空间合束模块、空间结合模块、光电探测器和高速数字示波器；所述飞秒宽谱脉冲经过时域分散模块和空间分束模块，经过空间分束模块的光路分为两束，其中一束光路依次经过空间色散模块、光束聚焦模块、微流芯片、光束收集模块、空间合束模块，经过空间分束模块的光路分为两束，其中另一束光路经过空间延时模块，两路光再经空间结合模块同时到达光电探测器，高速数字示波器采样光电探测器所输入的信号，并将数据传给计算机。3.根据权利要求1或2所述的多场多尺度细胞检测装置，其特征在于：所述超快受激拉曼光谱检测装置包括窄谱高频皮秒脉冲、宽谱高频飞秒脉冲、二色镜、空间延时模块、扫描振镜模块、光束聚焦模块、光束收集模块、滤波模块、脉冲预拉伸模块、脉冲拉伸模块、光电探测器和高速数字示波器；所述窄谱高频皮秒脉冲和宽谱高频飞秒脉冲经过二色镜后合束，合束后的两路脉冲经过扫面振镜模块、光束聚焦模块、微流芯片、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜，雷诚，翁跃云，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：