[发明专利]基于多参数检测集成芯片的全自动细胞生理参数分析仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种细胞生理参数分析仪。

背景技术

细胞外信号检测方法由于可以实现无损，长时程的测量而受到越来越 多的关注，相关的技术发展也日新月异，如微电极阵列(MEA)，光寻址电 位传感器(LAPS)，细胞电阻抗测量等等也正在向商业化发展。但是，在进 行细胞生理实验时，对单一参数的监测往往只能从某一方面反映出细胞的 生理活动，而测试环境的复杂性(各种噪声源、长期测试后培养液对电极 的腐蚀等)会干扰测试的结果，因此对细胞生理活动机理的揭示需要同时 对多种相关的生理参数进行综合分析。目前，现有细胞芯片及分析器件功 能单一，只能检测单一的参数，不能实现多生理参数同时检测，成为细胞 生理分析快速发展的瓶颈。

2008年4月9日公开的公开号为CN101158677的中国专利申请公开了 一种细胞电生理集成芯片和制作方法，该芯片集微电极阵列传感器 (microelectrode array，MEA)，光寻址电位传感器(light-addressable  potentiometric sensor，LAPS)和叉指型细胞-阻抗传感器 (interdigitated sensor，IDA)三种传感器于一体，能够同时检测细胞 在器件上的贴壁生长状态，动作电位以及细胞新陈代谢产物中多重离子的 浓度，用于实现多参数的同时并行检测。

随着细胞多生理参数分析的需求不断上升，以及多参数集成芯片的研 究需要，目前还没有分析器可用于多参数集成芯片以及细胞多种生理参数 的同步检测和综合分析。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于多参数检测集成芯片的全自 动细胞生理参数分析仪，可对细胞多种生理参数进行同时检测与分析。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

该基于多参数检测集成芯片的全自动细胞生理参数分析仪包括封闭的测 量腔，该测量腔内置有芯片接口装置和多参数集成芯片器件；所述多参数集成 芯片器件由培养腔、多参数集成芯片和器件基底组成，所述多参数集成芯片与 器件基底通过点焊进行连接，培养腔通过无毒胶水固定在多参数集成芯片上； 所述芯片接口装置包括自下而上依次固定连接在一起的底座、芯片接口电路板 和封盖，所述封盖的中心开有与多参数集成芯片器件相适配的通孔，所述封盖 的通孔的上方连接有压力垫片，芯片接口电路板上焊接有弹簧顶针，多参数集 成芯片器件置于所述封盖的通孔中，且压力垫片、多参数集成芯片器件和弹簧 顶针之间依次形成紧密接触；所述分析仪还包括测量及控制电路和计算机，所 述测量及控制电路包括光寻址电位传感器检测电路、阻抗检测电路、微电极阵 列检测电路和中央控制电路，所述光寻址电位传感器检测电路、阻抗检测电路、 微电极阵列检测电路和计算机分别与中央控制电路连接；光寻址电位传感器检 测电路、阻抗检测电路、微电极阵列检测电路分别与芯片接口电路板连接。

进一步地，本发明的分析仪还包括进气阀，该进气阀通过进气管与测量 腔相连；所述测量腔内还置有温度传感器、湿度传感器、CO₂浓度传感器、加热 器和加湿器；所述测量及控制电路还包括环境控制电路，该环境控制电路与中 央控制电路连接；所述温度传感器、湿度传感器、CO₂浓度传感器、加热器、加 湿器和进气阀分别与环境控制电路连接。

进一步地，本发明的分析仪还包括进样泵、三通阀和出样泵，所述三通 阀、进样泵和测量腔之间依次通过进样导管连接，所述出样泵和测量腔之间通 过出样导管连接，所述进样导管的出口和出样导管的进口均置于多参数集成芯 片器件的培养腔内；所述测量及控制电路还包括流动分析控制电路；所述进样 泵、三通阀和出样泵分别与流动分析控制电路连接。

进一步地，本发明所述底座和芯片接口电路板的中心均开有通孔，所述底 座和芯片接口电路板的通孔与封盖的通孔的中心轴线重合。

进一步地，本发明所述阻抗检测电路包括有源晶振、分频器、微控制器、 阻抗转换器、偏置调整电路、程控放大电路、衰减及偏置调整电路、阻抗传感 器和量程选择电路；所述有源晶振、微控制器、阻抗转换器分别与分频器相连 接；所述微控制器、衰减及偏置调整电路、阻抗传感器、量程选择电路、程控 放大电路、偏置调整电路、阻抗转换器依次相连；所述微控制器与阻抗转换器 相连。