一种可测量细胞及细胞核的弹性模量的测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可测量细胞及细胞核的弹性模量的测量装置，包括：微流道芯片、第一压电陶瓷、第二压电陶瓷、显微镜、摄像装置及数据处理终端；微流道芯片设置有第一微流通道和与之连通的第二微流通道；第一微流通道的宽度L1大于第二微流通道的宽度L2；第一压电陶瓷以第一工作频率f1在第一微流通道中产生超声波声场；第二压电陶瓷以第二工作频率f2在第二微流通道中产生超声波声场；f1＝V

【技术实现步骤摘要】
一种可测量细胞及细胞核的弹性模量的测量装置


[0001]本专利技术涉及生物检测
，尤其涉及一种可测量细胞及细胞核的弹性模量的测量装置。

技术介绍

[0002]弹性模量作为细胞和细胞核的基本力学属性，是表征细胞(细胞核)特性的重要物理量；
[0003]已知细胞(细胞核)在P0压强下的体积为V0，若压强变化为dP(即末态压强减去初态压强P0，dP可正可负)，也就是对细胞(细胞核)施加一个整体的压强，该压强变化量称为体积应力dP，体积变化量为dV(即末态体积减去初态体积V0，dV可正可负)，体积变化量dV除以初态体积V0称为体积应变dV/V0，体积应力dP再除以体积应变dV/V0就是细胞(细胞核)的整体压缩系数K值为正值，单位Pa；细胞(细胞核)弹性模量β与细胞(细胞核)的压缩系数K成反比，即
[0004]现有专利CN110333286A提供了一种基于超声驻波声场测量细胞整体弹性模量的装置与方法，该装置由微流道芯片和压电陶瓷组成；微流道芯片上设置有微流通道，压电陶瓷与微流道芯片的底面相接触，且该压电陶瓷位于所述微流通道的下方，用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可测量细胞及细胞核的弹性模量的测量装置，其特征在于，包括：微流道芯片、第一压电陶瓷、第二压电陶瓷、显微镜、摄像装置以及数据处理终端；所述微流道芯片内部设置有微流通道，所述微流通道包括：第一微流通道和第二微流通道；所述第一微流通道与所述第二微流通道连通；所述第一微流通道的宽度L1大于所述第二微流通道的宽度L2；所述第一微流通道中心线与所述第二微流通道的中心线位于同一直线上所述第一压电陶瓷和所述第二压电陶瓷与所述微流道芯片的底面接触，且所述第一压电陶瓷位于所述第一微流通道下方，所述第二压电陶瓷位于所述第二微流通道下方；所述第一压电陶瓷，用于以第一工作频率f1在第一微流通道中产生超声波声场；所述第二压电陶瓷，用于以第二工作频率f2在第二微流通道中产生超声波声场；所述第一工作频率小于所述第二工作频率；其中，f1＝V
÷
2L1；f2＝V
÷
2L2；V为声音在水中的传播速度；所述摄像装置，用于通过显微镜采集微流通道内，标准粒子的若干标准粒子运动轨迹图像、细胞的若干细胞运动轨迹图像以及细胞核的若干细胞核运动轨迹图像，并将各所述标准粒子运动轨迹图像、各所述细胞运动轨迹图像以及各所述细胞核运动轨迹图像传输至所述数据处理终端；所述数据处理终端，用于根据各所述标准粒子运动轨迹图像计算第一微流通道所对应的第一声场强度以及第二微流通道所对应的第二声场强度；根据各所述细胞运动轨迹图像、所述第一声场强度以及所述第二声场强度，计算细胞的弹性模量；根据各所述细胞核运动轨迹图像、所述第一声场强度以及所述第二声场强度，计算细胞核的弹性模量。2.如权利要求1所述的可测量细胞及细胞核的弹性模量的测量装置，其特征在于，采集若干标准粒子运动轨迹图像，包括：采集标准粒子从第一微流通道开始纵向移动，到移动至第二微流通道的1/2驻波节点线时的各运动轨迹图像，获得各所述标准粒子运动轨迹图像；采集若干细胞运动轨迹图像，包括：采集细胞从第一微流通道开始纵向移动，到移动至第二微流通道的1/2驻波节点线时的各运动轨迹图像，获得各所述细胞运动轨迹图像；采集若干细胞核运动轨迹图像，包括：采集细胞核从第一微流通道开始纵向移动，到移动至第二微流通道的1/2驻波节点线时的各运动轨迹图像，获得各所述细胞核运动轨迹图像。3.如权利要求1所述的可测量细胞及细胞核的弹性模量的测量装置，其特征在于，根据各所述标准粒子运动轨迹图像计算第一微流通道所对应的第一声场强度以及第二微流通道所对应的第二声场强度，具体包括：计算标准粒子在若干预设声场强度下的若干预测标准粒子运动轨迹；其中，每一预测标准粒子运动轨迹包括：标准粒子在第一微流通道的第一预测标准粒子运动轨迹，以及在标准粒子在第二微流通道的第二预测标准粒子运动轨迹；根据各所述标准粒子运动轨迹图像计算标准粒子的实际标准粒子运动轨迹；其中所述实际标准粒子运动轨迹包括：标准粒子在第一微流通道内移动时的第一实际标准粒子运动轨迹，以及标准粒子在第二微流通道内移动时的第二实际标准粒子运动轨迹；计算第一实际标准粒子与各第一预测标准粒子运动轨迹的残差，将残差值最小时所对应的预设声场强度作为第一微流通道所对应的第一声场强度；
计算第二实际标准粒子与各第二预测标准粒子运动轨迹的残差，将残差值最小时所对应的预设声场强度作为第二微流通道所对应的第二声场强度。4.如权利要求1所述的可测量细胞及细胞核的弹性模量的测量装置，其特征在于，根据各所述细胞运动轨迹图像、所述第一声场强度以及所述第二声场强度，计算细胞的弹性模量，包括：根据所述第一声场强度以及所述第二声场强度，计算细胞在若干预设细胞弹性模量下的若干预测细胞运动轨迹；其中，每一预测细胞运动轨迹包括：细胞在第一微流通道的第一预测细胞运动轨迹，以及细胞在第二微流通道的第二预测细胞运动轨迹；根据各所述细胞运动轨迹图像计算细胞的实际细胞运动轨迹；其中所述实际细胞运动轨迹包括：细胞在第一微流通道内移动时的第一实际细胞运动轨迹，以及细胞在第二微流通道内移动时的第二实际细胞运动轨迹；计算第一实际细胞运动轨迹与各第一预测细胞运动轨迹的残差，将残差值最小时所对应的细胞弹性模量作为第一细胞弹性模量；计算第二实际细胞运动轨迹与各第二预测细胞运动轨迹的残差，将残差值最小时所对应的细胞弹性模量作为第二细胞弹性模量；将第一细胞弹性模量与第二细胞弹性模量的平均值作为细胞最终的弹性模量。5.如权利要求1所述的可测量细胞及细胞核的弹性模量的测量装置，其特征在于，根据各所述细胞核运动轨迹图像、所述第一声场强度以及所述第二声场强度，计算细胞核的弹性模量，包括：根据所述第一声场强度以及所述第二声场强度，计算细胞核在若干预设细胞核弹性模量下的若干预测细胞核运动轨迹；其中，每一预测细胞核运动轨迹包括：细胞核在第一微流通道的第一预测细胞核运动轨迹，以及细胞核在第二微流通道的第二预测细胞核运动轨迹；根据各所述细胞核运动轨迹图像计算细胞核的实际细胞核运动轨迹；其中所述实际细胞核运动轨迹包括：细胞核在第一微流通道内移动时的第一实际细胞核运动轨迹，以及细胞核在第二微流通道内移动时的第二实际细胞核运动轨迹；计算第一实际细胞核运动轨迹与各第一预测细胞核运动轨迹的残差，将残差值最小时所对应的细胞核弹性模量作为第一细胞核弹性模量；计算第二实际细胞核运动轨迹与各第二预测细胞核运动轨迹的残差，将残差值最小时所对应的细胞核弹性模量作为第二细胞核弹性模量；将第一细胞核弹性模量与第二细胞核弹性模量的平均值作为细胞核最终的弹性模量。6.如权利要求3所述的可测量细胞及细胞核的弹性模量的测量装置，其特征在于，根据各所述标准粒子运动轨迹图像计算标准粒子的实际标准粒子运动轨迹...

【专利技术属性】
技术研发人员：付琪镔，刘洋，黄土琛，张艳，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：