【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及细胞非标记检测领域，尤其涉及一种面向循环肿瘤细胞的非标记电阻抗流式细胞仪及检测方法。
技术介绍
1、作为癌症转移和侵袭的“种子”，循环肿瘤细胞具有重要的科学和临床研究价值。如今广泛使用的循环肿瘤细胞的分选、计数与分析手段往往使用免疫标记方法，无法获得具有活性的循环肿瘤细胞，从而对循环肿瘤细胞的如耐药性、环境适应性等生物物理特性进行进一步的分析。因此，为获得活性循环肿瘤细胞，实现细胞的非标记检测与种类辨识技术是重要基础。细胞的介电特性，作为重要的生物物理特性之一，可以作为细胞计数与种类辨识的重要参数。
2、现有技术cn113866074a公开了基于位置补偿的电阻抗法的白细胞分类计数微流控芯片，包括微流控芯片，微流控芯片包括流体通道，流体通道的内部填充有电解质溶液，流体通道的底部等间距对称分布有七个电极，微流控芯片采用双差分结构。该基于位置补偿的电阻抗法的白细胞分类计数微流控芯片，集成了双差分结构电极，具有高通量、微样本、免标签、高灵敏度等特点，可以快速精准地对白细胞进行计数和分类，且尺寸小，集成度高，加工后的产品可以做到轻型化方便携带，操作简单耗时短无需专业技能或额外的医疗器械，即使是偏远的医疗条件匮乏的贫困地区也可实现日常诊断中的及时检测，排除人工计数的误差降低人员感染风险。但是上述现有技术无法满足更多样的检测需求，通用性差。此外现有的细胞仪在使用过程中容易出现上一次检测时的样本溶液污染下一次检测样本溶液的情况，从而影响检测精度和检测结果。
技术实现思路
2、本专利技术的第二目的是提供一种面向循环肿瘤细胞的非标记电阻抗流式细胞仪的检测方法。
3、技术方案：为实现以上目的，本专利技术公开了一种面向循环肿瘤细胞的非标记电阻抗流式细胞仪，包括进样系统、阻抗谱仪、进样控制系统和计算机，所述进样系统包括进样泵、与进样泵相连的切换阀、与切换阀的第一进液口相连的装有清洗溶液的第一离心管、与切换阀的第二进液口相连的装有待测样本的第二离心管、与切换阀的第三进液口相连的装有标准样本的第三离心管、与切换阀的出液口相连的微流控芯片以及与微流控芯片相连的废液收集瓶，所述进样控制系统包括用于驱动进样泵的步进电机驱动板和控制板，控制板分别与切换阀和步进电机驱动板相连，阻抗谱仪施加多频率激励信号至微流控芯片，微流控芯片输出反馈电流信号至阻抗谱仪，阻抗谱仪输出原始信号至计算机进行信号处理辨识细胞种类。
4、再者，多频率激励信号为混合多频交流电信号，该混合多频交流电信号的频率范围为500khz～50mhz，所选取的频率个数不多于8个。
5、进一步，微流控芯片包括玻璃基底、集成于玻璃基底上且共平面的第一电极、第二电极、第三电极、第四电极和第五电极。
6、优选的，微流控芯片具有三电极检测模式和五电极检测模式，三电极检测模式时，在第三电极上施加多频率激励信号，第二电极与第四电极输出反馈电流信号至阻抗谱仪，第一电极与第五电极不外接信号源；五电极检测模式时，在第三电极上施加多频率激励信号，第二电极与第四电极输出反馈电流信号至阻抗谱仪，第一电极与第五电极外接与第三电极上符号相反的电信号。
7、再者，微流控芯片还包括微流体通道，该微流体通道为非对称正弦流道，非对称正弦流道中检测流道的长度l大于微流体通道底部的电极分布宽度，检测流道的宽度w与非对称正弦流道中小曲率的流道宽度相等，检测流道的高度h大于所测细胞的最大直径。
8、进一步，控制板具有清洗模式、校准模式与检测模式，
9、清洗模式时，控制板控制切换阀切换至第一进样口，控制板通过步进电机驱动板控制进样泵抽吸第一离心管内的清洗溶液并泵送至切换阀，切换阀切换至出液口，清洗溶液通过液路管路流向微流控芯片，清洗微流控芯片；
10、校准模式时，控制板控制切换阀切换至第三进样口，控制板通过步进电机驱动板控制进样泵抽吸第三离心管内的标准溶液并泵送至切换阀，切换阀切换至出液口，标准溶液通过液路管路流向微流控芯片，施加多频率激励信号至微流控芯片，微流控芯片输出反馈电流信号至阻抗谱仪，阻抗谱仪输出原始信号至计算机，作为细胞电阻抗信号的基准值；
11、检测模式时，控制板控制切换阀切换至第二进样口，控制板通过步进电机驱动板控制进样泵抽吸第二离心管内的待测溶液并泵送至切换阀，切换阀切换至出液口，待测溶液通过液路管路流向微流控芯片，施加多频率激励信号至微流控芯片，微流控芯片输出反馈电流信号至阻抗谱仪，阻抗谱仪输出原始信号至计算机进行信号处理辨识细胞种类。
12、再者，还包括电源模块和用于电源转换的直流转换模块，电源模块分别与计算机、阻抗谱仪和直流转换模块相连，直流转换模块分别与控制板、步进电机驱动板、进样泵和切换阀相连。
13、本专利技术公开了一种基于面向循环肿瘤细胞的非标记电阻抗流式细胞仪的检测方法，包括如下步骤：
14、当三电极检测模式时，
15、控制板控制切换阀切换至第二进样口，控制板通过步进电机驱动板控制进样泵抽吸第二离心管内的待测溶液并泵送至切换阀，切换阀切换至出液口，待测溶液通过液路管路流向微流控芯片；
16、在第三电极上施加多频率激励信号，第二电极与第四电极输出反馈电流信号至阻抗谱仪，第一电极与第五电极不外接信号源；阻抗谱仪输出原始信号至计算机，计算机首先对原始信号进行降噪处理，信号基线拉平，细胞电阻抗信号提取，基于卷积神经网络模型辨识细胞种类；
17、卷积神经网络模型中设施加于第三电极上的交流电频率个数为k，单个细胞以固定流速通过电阻抗检测区域期间经历n次信号采样，将每个频率下截取的细胞电阻抗信号组成一个2k行n列的矩阵；矩阵中第1行为第1个频率下细胞交流电阻抗信号的实部，第2行为第1个频率下细胞交流电阻抗信号的虚部；以此类推，第2k行为第k个频率下细胞交流电阻抗信号的虚部；对该矩阵进行卷积计算后将结果送入最大池化层，再送入全连接神经网络，最后输出细胞种类信息。
18、本专利技术公开了一种基于面向循环肿瘤细胞的非标记电阻抗流式细胞仪的检测方法，包括如下步骤：
19、当五电极检测模式时，
20、控制板控制切换阀切换至第二进样口，控制板通过步进电机驱动板控制进样泵抽吸第二离心管内的待测溶液并泵送至切换阀，切换阀切换至出液口，待测溶液通过液路管路流向微流控芯片；
21、在第三电极上施加多频率激励信号，第二电极与第四电极输出反馈电流信号至阻抗谱仪，第一电极与第五电极外接与第三电极上符号相反的电信号；阻抗谱仪输出原始信号至计算机，计算机首先对原始信号进行降噪处理，信号基线拉平，细胞电阻抗信号提取，基于卷积神经网络模型辨识细胞种类；
22、卷积神经网络模型中设施加于第三电极上的交流电频率个数为k，单个细胞以固定流速通过电阻抗检测区域期间经历n次本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向循环肿瘤细胞的非标记电阻抗流式细胞仪，其特征在于，包括进样系统、阻抗谱仪、进样控制系统和计算机，所述进样系统包括进样泵、与进样泵相连的切换阀、与切换阀的第一进液口相连的装有清洗溶液的第一离心管、与切换阀的第二进液口相连的装有待测样本的第二离心管、与切换阀的第三进液口相连的装有标准样本的第三离心管、与切换阀的出液口相连的微流控芯片以及与微流控芯片相连的废液收集瓶，所述进样控制系统包括用于驱动进样泵的步进电机驱动板和控制板，控制板分别与切换阀和步进电机驱动板相连，阻抗谱仪施加多频率激励信号至微流控芯片，微流控芯片输出反馈电流信号至阻抗谱仪，阻抗谱仪输出原始信号至计算机进行信号处理辨识细胞种类。
2.根据权利要求1所述的一种面向循环肿瘤细胞的非标记电阻抗流式细胞仪，其特征在于：所述多频率激励信号为混合多频交流电信号，该混合多频交流电信号的频率范围为500kHz～50MHz，所选取的频率个数不多于8个。
3.根据权利要求1所述的一种面向循环肿瘤细胞的非标记电阻抗流式细胞仪，其特征在于：所述微流控芯片包括玻璃基底、集成于玻璃基底上且共平面的第一电极、第二
4.根据权利要求3所述的一种面向循环肿瘤细胞的非标记电阻抗流式细胞仪，其特征在于：所述微流控芯片具有三电极检测模式和五电极检测模式，三电极检测模式时，在第三电极上施加多频率激励信号，第二电极与第四电极输出反馈电流信号至阻抗谱仪，第一电极与第五电极不外接信号源；五电极检测模式时，在第三电极上施加多频率激励信号，第二电极与第四电极输出反馈电流信号至阻抗谱仪，第一电极与第五电极外接与第三电极上符号相反的电信号。
5.根据权利要求3所述的一种面向循环肿瘤细胞的非标记电阻抗流式细胞仪，其特征在于：所述微流控芯片还包括微流体通道，该微流体通道为非对称正弦流道，非对称正弦流道中检测流道的长度L大于微流体通道底部的电极分布宽度，检测流道的宽度W与非对称正弦流道中小曲率的流道宽度相等，检测流道的高度H大于所测细胞的最大直径。
6.根据权利要求1所述的一种面向循环肿瘤细胞的非标记电阻抗流式细胞仪，其特征在于：所述控制板具有清洗模式、校准模式与检测模式，
7.根据权利要求1所述的一种面向循环肿瘤细胞的非标记电阻抗流式细胞仪，其特征在于：还包括电源模块和用于电源转换的直流转换模块，电源模块分别与计算机、阻抗谱仪和直流转换模块相连，直流转换模块分别与控制板、步进电机驱动板、进样泵和切换阀相连。
8.一种基于权利要求1至7任一所述的面向循环肿瘤细胞的非标记电阻抗流式细胞仪的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.一种基于权利要求1至7任一所述的面向循环肿瘤细胞的非标记电阻抗流式细胞仪的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种面向循环肿瘤细胞的非标记电阻抗流式细胞仪，其特征在于，包括进样系统、阻抗谱仪、进样控制系统和计算机，所述进样系统包括进样泵、与进样泵相连的切换阀、与切换阀的第一进液口相连的装有清洗溶液的第一离心管、与切换阀的第二进液口相连的装有待测样本的第二离心管、与切换阀的第三进液口相连的装有标准样本的第三离心管、与切换阀的出液口相连的微流控芯片以及与微流控芯片相连的废液收集瓶，所述进样控制系统包括用于驱动进样泵的步进电机驱动板和控制板，控制板分别与切换阀和步进电机驱动板相连，阻抗谱仪施加多频率激励信号至微流控芯片，微流控芯片输出反馈电流信号至阻抗谱仪，阻抗谱仪输出原始信号至计算机进行信号处理辨识细胞种类。
2.根据权利要求1所述的一种面向循环肿瘤细胞的非标记电阻抗流式细胞仪，其特征在于：所述多频率激励信号为混合多频交流电信号，该混合多频交流电信号的频率范围为500khz～50mhz，所选取的频率个数不多于8个。
3.根据权利要求1所述的一种面向循环肿瘤细胞的非标记电阻抗流式细胞仪，其特征在于：所述微流控芯片包括玻璃基底、集成于玻璃基底上且共平面的第一电极、第二电极、第三电极、第四电极和第五电极。
4.根据权利要求3所述的一种面向循环肿瘤细胞的非标记电阻抗流式细胞仪，其特征在于：所述微流控芯片具有三电极检测模式和五电极检测模式，三电极检测模式时，在第三电极上施加...
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