【技术实现步骤摘要】
基于非压缩通道的单细胞生物物理特性检测装置及方法
[0001]本公开属于生物检测领域，具体涉及一种基于非压缩通道的单细胞生物物理特性检测装置及方法。
技术介绍
[0002]细胞是维持生命活动的基本结构和单位。生物体的物质和能量摄取、转化、储藏和利用，生物信息的储存、处理和表达均离不开细胞。研究细胞对于探索生物体生命活动的基本规律具有重要意义。早期的细胞研究手段是群细胞分析，其得到的统计平均结果无法反应单个细胞间的生物信息差异，因而单细胞分析在近年来的重要性的必要性逐渐被报道。
[0003]单细胞分析通常包含生物化学特性检测和生物物理特性检测。与前者相比，生物物理特性检测方法具有免标记、操作简单、低成本的优点，受到单细胞分析领域研究的青睐。单细胞的生物物理特性包含细胞直径、细胞核直径、细胞膜比电容和细胞质电导率等参数。其中，细胞直径是细胞的尺寸信息；细胞核直径是细胞核的尺寸信息；细胞膜的主要成分为磷脂双分子层，由于其容抗特性，其电学模型可等效为电容，称作细胞膜电容，细胞膜比电容为单位面积的细胞膜电容；细胞质由细胞质基质...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于非压缩通道的单细胞生物物理特性的检测方法，包括：对待测细胞的细胞核进行荧光染色；向微流控芯片中注入染色后的待测细胞，并用负压驱动模块驱动所述待测细胞在微流控芯片的细胞检测通道内以非压缩形态进行流动；用阻抗检测模块记录所述待测细胞在细胞检测通道内流动的直流电阻数据和多个高频阻抗数据，其中，所述高频的范围包括：100kHz
‑
1GHz；用光电检测模块记录所述待测细胞的细胞核核在荧光检测窗口内流动的荧光强度数据；以及用数据分析与处理模块，根据所述直流电阻数据、多个高频阻抗数据、荧光强度数据，计算所述待测细胞的生物物理特性，其中，所述待测细胞的生物物理特性包括细胞直径、细胞核直径、细胞膜比电容、细胞质电导率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述直流电阻数据和库尔特原理，得到所述待测细胞的细胞直径；根据所述待测细胞的细胞直径和所述多个高频阻抗数据，基于数值仿真技术得到所述待测细胞的细胞膜比电容和细胞质电导率。3.根据权利要求2中所述的方法，其特征在于，所述待测细胞的细胞膜比电容和细胞质电导率通过如下步骤确定：建立仿真模型，所述仿真模型包括与实际细胞检测通道尺寸相同的矩形绝缘通道，以及具有特定电导率和膜比电容的球型待测细胞；针对不同大小所述待测细胞的预设细胞直径、细胞质电导率和细胞膜比电容进行仿真，基于所述待测细胞的等效电学阻抗模型得到确定的细胞直径、细胞质电导率、细胞膜比电容条件下的多个高频阻抗数据；建立所述细胞直径、细胞质电导率、细胞膜比电容与所述多个高频阻抗数据之间的查找表，所述查找表用于根据测量所得细胞直径和多个高频阻抗数据来确定所述待测细胞的细胞膜比电容和细胞质电导率。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述待测细胞的细胞直径D
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、细胞检测通道的长度L1、直流电阻抗脉冲宽度t1、、荧光检测窗口的间隔长度L2和荧光强度数据中的脉冲宽度t2，采用如下公式得到待测细胞的细胞核直径D
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：5.一种基于非压缩通道的单细胞生物物理特性检测装置，其特征在于，权利要求1～4任一项所述的方法是由基于非压缩通道的单细胞生物物理特性检测装置执行，所述基于非压缩通道的单细胞生物物理特性检测装置包括：微流控芯片，包括细胞检测通道，用于使单个所述待测细胞以非压缩形态进行流动；阻抗检测模块，用于获取...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈健，黄旭琨，刘岩，梁红雁，王棵，陈德勇，王军波，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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