[发明专利]用于微流控芯片单细胞自动分析的双光路装置

说明书

技术领域

本发明涉及微流控芯片单细胞自动分析，特别是一种基于双光路的微流控芯片单细胞自动分析装置。 

背景技术

单细胞分析论对于疾病的早期诊断和治疗还是药物的设计和副作用控制都具有潜在的重要意义。因此研究高效、简便的单细胞分析方法和仪器，在临床实践中显得尤为重要。单细胞组分分析通常包括细胞进样、衍生、溶膜、分离及检测等多个步骤，操作较复杂。尽管微芯片以其网络通道结合微阀、微泵在单细胞操控方面取得了一些成果，实现了单细胞分析的所有步骤集成在一块微流控芯片上完成。但是，对单细胞进样和溶膜等步骤的操作，仍需依靠实验人员借助显微镜利用各种细胞操控技术手动完成。之后，才能利用激光诱导荧光检测装置进行细胞组分检测。

现有的用于单细胞分析的微流控芯片激光诱导荧光检测装置是单光路结构，其基本原理是：激光器固定在倒置显微镜一侧。激发光经空间滤波扩束器到达二色分光镜，被反射至芯片微通道，并聚焦成直径几十微米的光斑。被测细胞或组分经过光斑受到激发，发射光经二色分光镜到达倒置显微镜光学聚焦系统，并被反射至探测针孔，经长波滤光片进入光电倍增管。光电倍增管的阴极将入射光的能量转换为光电子，光电子经由连接于光电倍增管的微光测量仪收集并转换成电信号输出到记录仪。由于现有检测装置是单光路结构，激光光斑位置固定，如需检测不同区域的目标，则需手工移动被测物，操作复杂、费时，且不易重复。以十字型通道芯片上的单细胞分析为例，在单细胞进样阶段，需先在明视场下，将通道交叉区域置于显微镜视野，利用微流控技术手动操控细胞，将单个细胞从大量细胞基体中捕捉出来，输送到分离通道，进行溶膜。然后需迅速将分离通道末端检测点置于显微镜视野并迅速将明视场转为暗视场，再利用芯片毛细管电泳进行组分分离和激光诱导荧光检测。

因此，现有的单光路装置不易实现连续和自动检测，存在装置复杂、手工操作繁琐、效率低、重现性差等问题，不易被更多实验人员所掌握。同时也影响了微分析系统在单细胞分析领域的进一步发展。而用于单细胞自动分析的装置还未见专利和相关文献报道。

发明内容

为了克服现有单细胞分析装置的缺点，提高检测效率及实验重现性、简化仪器装置，本发明提供一种使激光光束在进样通道和分离通道自动切换的双光路装置，本发明还提供与之配合的微流控电源装置以及数据采集和处理接口。

本发明的技术解决方案如下：

一种用于微流控芯片单细胞自动分析的双光路装置，其特征是包括双光路光学单元、数据采集单元、微流控电源、光路控制单元：其中：双光路光学单元中的光电倍增管（119）的输出端与数据采集单元中的放大电路（2）连接；数据采集单元中的模数转换器（3）通过RS232接口与数据处理单元（4）连接；数据处理单元（4）的输出经RS232接口与直流高压电源（5）连接；数据处理单元（4）的输出经RS232接口与光路控制单元的数模转换器（6）连接，控制伺服电机（7）驱动光路转换盘（102）。

（1）双光路光学单元：包括激光光源、光路转换盘、平面反射镜组、显微镜物镜组、样品台、聚光透镜组、凹面反射镜、针孔、长波通滤光片、光电倍增管。光路中的所有元件位置均固定，仅通过一个可旋转的光路转换盘，改变激光传播方向；

    双光路光学单元包括初始阶段即单细胞进样阶段光路和检测阶段光路：