[发明专利]一种基于微流控芯片的流式细胞仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物医学检测的流式细胞仪，尤其涉及一种基于微流控芯片的流式细胞仪。

背景技术

流式细胞仪(Flow Cytometer，简称FCM)是一项集激光技术、电子物理技术、光电检测技术、计算机技术以及细胞荧光化学技术、单克隆抗体技术为一体的新型高科技仪器。流式细胞仪就是对处于快速直线流动状态中的细胞、生物颗粒进行多参数的、快速的定量分析和分选的技术。流式细胞仪的结构一般包括为四部分：(1)流动室及液流驱动系统；(2)光学系统；(3)信号检测与存储、分析、显示系统；(4)细胞分选系统。细胞分选的原理是：鞘流形成一定频率的信号，此信号加在压电晶体上使之产生不同频率的机械振动，流动室也随之振动，于是鞘流就断裂成直线排列的均匀的液滴。如果细胞的特性与被选定要进行分选的细胞特性相符，则仪器在这个被选定的细胞刚形成液滴时给整个液柱充以指定的电荷，带有电荷的液滴在高压静电场的作用下偏转落入指定的容器，从而实现对细胞及其他生物颗粒的分类收集。一般的流式细胞仪只装有一个激发光源(488nm)，单光源会限制荧光染料的选择和使用，同时流式细胞仪中装备的都是体积比较大的气体激光器、离子激光器等，占用体积大。目前商用的流式细胞仪体积大，结构复杂，操作不便。

微型化是当今科技发展的一个趋势。集成电路的出现使得芯片的尺寸越来越小，已经出现了掌上电脑和各种微型化的生化分析仪。微流控芯片技术的发展使得生化分析进入了一个新阶段。微流控技术由于其样品用量少、样品反应快、成本低、集成度高、体积小等优点，已经在分析化学、细胞生物学、疾病诊断、药物分析、基因测序等领域得到广泛应用。在微流控芯片上，已经能够实现目的基因的PCR反应、全血分析、免疫分析、细胞培养、化学合成和DNA电泳分离等。微流控芯片上的微泵、微阀技术的大规模集成实现了对流体的精确流动控制，也为高通量的药物分析、生化分析、基因测序和基因诊断等提供技术手段。微流控芯片技术现在已经成为当今社会的研究热点和趋势。

微流控芯片技术中一个典型的样品处理方法就是通过两不相溶的液体来实现样品的区域化、微型化。将样品分散成一个个体积只有nL数量级大小的液滴，可以使得样品之间不污染。由于液滴表面积与体积比很大，使得样品里的化学反应速度快，缩短了生化反应测试周期。由于是纳升级的液滴，所以样品的用量比常规用量少了很多。微流控芯片中的样品流动会受到沟道的限制，沟道的设计会影响样品流动的方向。在微流控芯片中已经可以集成多种检测器，比如各种电化学检测器、光学检测器。同时也可以利用电场、磁场、超声波、表面波和介电场等作用力来控制微量液滴的流动方向，这已经在各种生化医学分析中得到广泛的研究。

随着微流控芯片技术以及半导体激光器技术以及光电检测技术的发展，各种检测仪器的微型化也相继实现。比如，基于毛细管电泳分析仪而产生的微流控激光诱导荧光分析仪。目前商用流式细胞仪体积大，结构复杂，功能齐全，分选手段单一，鉴于此以及微流控芯片技术所表现出来的优势，希望能有一种微型化的基于微流控芯片技术的新型流式细胞仪，甚至是针对某一生化分析功能的专用微流控芯片流式细胞仪。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供了一种基于微流控芯片的流式细胞仪。

本发明的目的是这样实现的：

本发明包括细胞进样单元、细胞分选芯片单元、激光诱导荧光检测单元、侧向和前向散射光检测单元和光信号检测和处理单元；

细胞进样单元、激光诱导荧光检测单元和光信号检测和处理单元分别与细胞分选芯片单元连接；

细胞分选芯片单元和侧向和前向散射光检测单元连接；

激光诱导荧光检测单元和侧向和前向散射光检测单元分别与光信号检测和处理单元连接。

本发明的工作原理：