[发明专利]一种基于太赫兹光谱的循环肿瘤细胞筛查系统及方法

说明书

本发明提供一种基于太赫兹光谱的循环肿瘤细胞筛查系统及方法，该系统包括血样处理模块、循环肿瘤细胞检测模块、数据处理模块和结果输出模块，所述循环肿瘤细胞检测模块集成有用于对细胞进行太赫兹检测的太赫兹光谱仪。本发明主要通过不同有核细胞的太赫兹特征光谱实现CTCs的准确识别和区分，是一种低成本无标记无损检测方法。

技术领域

本发明涉及循环肿瘤细胞检测技术领域，特别是涉及一种基于太赫兹光谱的循环肿瘤细胞筛查系统及方法。

背景技术

癌症的早期诊断可以极大的提高患者生存率治和治愈率。CTC即“循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cell)”，是由肿瘤原发灶或转移灶脱落进入血液循环系统的肿瘤细胞。临床研究证实，肿瘤在1-2毫米早期时，虽然影像学等传统手段是检测不出来的，但血液中即可检出CTC。CTC已被ASCO(美国临床肿瘤学会，American Society of ClinicalOncology)归为肿瘤标志物，监测CTC类型和数量变化的趋势，对于患者预后判断、疗效评价和个体化治疗都有着重要的指导作用。然而目前还未有任何商业化产品。第一个也是唯一经过美国食品药品监督管理局(FDA)和中国国家食品药品监督管理总局(CFDA)批准，用于恶性肿瘤疾病管理的检测CTC的商业化产品，强生公司CellSearch循环肿瘤细胞检测系统自2016年初开始停止销售，2015年底生产即已告停。CTCs检测分为以下两个步骤，(1)尽可能多的从患者的外周血中捕获CTCs；(2)尽可能的动用现有的或在研的生化、物理等检测方法对捕获的肿瘤细胞进行个体化分析。其难点在于CTCs含量特别低，一般患者10ml血液中存在数量为1-10个细胞；另外，目前已证实循环肿瘤细胞有15个分型，采用免疫方法漏检率特别高，并且为满足精准医疗，还需无损检测。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于太赫兹光谱的循环肿瘤细胞筛查系统及方法，用于解决现有技术中循环肿瘤细胞检测的检漏率高、易对细胞造成电离损伤等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于太赫兹光谱的循环肿瘤细胞筛查系统，包括血样处理模块、循环肿瘤细胞检测模块、数据处理模块和结果输出模块，所述血样处理模块用于从待测血样中分离得到有核细胞，所述循环肿瘤细胞检测模块用于对有核细胞进行太赫兹检测，所述数据处理模块用于对检测信息进行数据分析，所述结果输出模块用于显示分析结果；所述循环肿瘤细胞检测模块集成有用于对细胞进行太赫兹检测的太赫兹光谱仪。

在本发明的一些实施例中，所述数据处理模块集成有太赫兹光谱处理分析算法，所述太赫兹光谱处理分析算法包括太赫兹时域光谱的特征提取和对比分析，特征提取包括细胞太赫兹时域光谱的相位、幅值、计算所得的折射率、介电性质，对比分析将所提取的特征与数据库进行对比，并结合细胞光学成像图片结果，从而实现对所测试细胞类别的归类识别。

在本发明的一些实施例中，样品折射率n(f)计算公式如下：

其中，分别为I_ref和I_s进行傅里叶变换后获得的相位信息，I_ref和I_s分别代表所能捕获的参考信号和样品信号的透过能量，c代表光速，d代表太赫兹穿透样品的厚度，f代表频率；

消光系数κ(f)的计算公式如下：

其中ρ(f)是I_s和I_ref傅里叶变换的振幅比，n(f)代表折射率，f代表频率；

吸收系数α的计算公式如下：

在本发明的一些实施例中，所述血样处理模块集成有用于截留有核细胞的微通孔滤膜。