[发明专利]集捕获培养检测一体化的微流控辐射损伤监测装置及方法

权利要求书

1.集捕获培养检测一体化的微流控辐射损伤监测装置，其特征在于：包括微流控芯片组件(6)、激发光源组件(3)、光场增强组件(8)、显微成像组件(5)、微控制器(2)、电动移动组件(4)、真空泵(7)和上位机处理组件(1)；

所述微控制器(2)通过数据线分别与上位机处理组件(1)、激发光源组件(3)、光场增强组件(8)、电动移动组件(4)和真空泵(7)连接；所述上位机处理组件(1)通过数据线与显微成像组件(5)连接；所述真空泵(7)通过管道与微流控芯片组件(6)相连接；

所述显微成像组件(5)包括荧光显微物镜(14)、分光镜(13)、绿色滤光片(12)、聚光透镜组(11)和摄像头(10)，所述聚光透镜组(11)包括平凸透镜和双凸透镜；所述荧光显微物镜(14)通过光路依次与分光镜(13)、绿色滤光片(12)、聚光透镜组(11)和摄像头(10)连接；所述摄像头(10)通过总线(9)与上位机处理组件(1)连接；

所述微流控芯片组件(6)由六个相同的微流控芯片组成，所述微流控芯片由基片及固定在基片上的涂层组成，所述基片为玻璃片，所述涂层为聚二甲基硅氧烷涂层，所述涂层表面设有样品入口(15)、培养槽(16)、培养液入口(17)、侧吸口(18)、闸门(19)及废液出口(20)；样品入口(15)用于添加秀丽隐杆线虫；培养槽(16)通过通道Ⅰ(21)和通道Ⅱ(22)与样品入口(15)相连，用于培养秀丽隐杆线虫；培养液入口(17)通过通道Ⅴ(25)和通道Ⅵ(26)与培养槽(16)相连，用于添加培养液；侧吸口(18)通过通道Ⅶ(27)与培养槽(16)相连，用于产生负压固定秀丽隐杆线虫；闸门(19)用于使培养槽(16)与外部空气隔绝；废液出口(20)通过通道Ⅲ(23)和通道Ⅳ(24)与培养槽(16)相连，用于排除废液；所述通道Ⅱ(22)只允许单个秀丽隐杆线虫通过并限制秀丽隐杆线虫逃出培养槽(16)；所述通道Ⅳ(24)和通道Ⅵ(26)用于限制秀丽隐杆线虫逃出培养槽(16)；

所述激发光源组件(3)用于激发秀丽隐杆线虫使其产生荧光，

所述光场增强组件(8)用于增强秀丽隐杆线虫视场内的光强，提高秀丽隐杆线虫明场视频及明场图像获取时的对比度；

所述显微成像组件(5)用于获得秀丽隐杆线虫的明场视频、明场图像及荧光图像；

所述微控制器(2)用于控制激发光源组件(3)、光场增强组件(8)、显微成像组件(5)、电动移动组件(4)和真空泵(7)；

所述电动移动组件(4)用于带动显微成像组件(5)左右移动；

所述真空泵(7)用于使微流控芯片的侧吸口(18)产生负压；

所述上位机处理组件(1)用于存储和处理秀丽隐杆线虫的明场视频、明场图像及荧光图像；通过明场视频及明场图像得到秀丽隐杆线虫的运动特征，所述运动特征包括秀丽隐杆线虫运动频率和运动幅度；通过荧光图像得到秀丽隐杆线虫的内部特征，所述内部特征包括秀丽隐杆线虫发光位点数目和总荧光强度。

2.集捕获培养检测一体化的微流控辐射损伤监测方法，其特征在于：包括如下步骤：

A、将秀丽隐杆线虫加入到微流控芯片的样品入口(15)，通过注射器(28)控制使秀丽隐杆线虫从样品入口(15)经过通道Ⅰ(21)、通道Ⅱ(22)进入培养槽(16)，培养过程中定期更换培养液；

B、通过微控制器(2)控制显微成像组件(5)依次对微流控芯片组件(6)中每个微流控芯片中的秀丽隐杆线虫进行数据采集；数据采集流程依次包括：明场视频采集、明场图像采集、荧光图像采集；

C、上位机处理组件(1)对步骤B中获得的秀丽隐杆线虫数据进行分析，以此评估秀丽隐杆线虫辐射损伤程度，具体评估方法如下：

C1、通过运动频率评估秀丽隐杆线虫的辐射损伤程度；运动频率越小表明秀丽隐杆线虫受辐射损伤程度越严重；

C2、通过运动幅度评估秀丽隐杆线虫的辐射损伤程度；运动幅度越小表明秀丽隐杆线虫受辐射损伤程度越严重；

C3、通过发光位点数目评估秀丽隐杆线虫的辐射损伤程度，发光位点数目越多，表明秀丽隐杆线虫受辐射损伤的程度越严重；

C4、通过总荧光强度评估秀丽隐杆线虫的辐射损伤程度，荧光强度越强表明秀丽隐杆线虫受辐射损伤程度越严重；

C5、对以上四个指标综合评估，最终得出秀丽隐杆线虫受辐射损伤程度。