[发明专利]一种静态细胞分析装置及方法

说明书

本发明公开了一种静态细胞分析装置及方法，该装置包括三维扫描平台、静态信息采集系统、静态信息探测系统、细胞识别分析系统和微腔阵列芯片；所述微腔阵列芯片位于三维扫描平台上，所述静态信息采集系统包括光源、光学透镜、可自动切换滤片系统和CCD相机，所述静态信息探测系统包括荧光检测器和信号采样处理系统；所述光源发出的光经过可自动切换滤片系统，照射到微腔阵列芯片上后，反射光经过光学透镜后到达CCD相机，所述荧光检测器连接CCD相机和信号采样处理系统，所述信号采样处理系统连接细胞识别分析系统。本发明所公开的装置及方法可以实现识别、编号单细胞并在后续单细胞正常培养过程进行实时细胞表型分析，操作简单，应用价值高。

技术领域

本发明涉及单细胞分析领域，特别涉及一种静态细胞分析装置及方法。

背景技术

最早的流式细胞术雏形诞生于1934年，Moldavan提出使悬浮的单个血红细胞流过玻璃毛细管，在亮视野下用显微镜进行计数，并用光电记录装置测量的设想。1953年Crosland-Taylor根据牛顿流体在圆形管中流动规律设计了流动室。其后又经过Coulter、ParkerHorst、Kamentsky、Gohde、Fulwyler、Herzenberg等人的不断改进，设计了光电检测设备和细胞分选装置、完成了计算机与流式细胞仪的物理连接及多参数数据的记录和分析、开创了细胞的免疫荧光染色及检测技术、推广流式细胞术在临床上的应用。近20年来，随着流式细胞术及其检测技术的日臻完善，人们越来越致力于样品制备、细胞标记、软件开发等方面的工作，以扩大FCM的应用领域和使用效果。

依托于流式细胞术的FACS(Fluorescence activated Cell Sorting)系统在单细胞分析和分类方面提供了高吞吐量。在细胞类型，标准化底物和分选模式方面具有很高的灵活性，FACS是一种强大的工具。此外，当分析异质细胞样品时，其对稀有细胞分选(亚群1％)的适用性具有越来越高的诊断前景。一些FACS系统能够在几分钟的时间内以高纯度和高产量将单细胞沉积在微孔板上，从而能够进行进一步的下游分析，例如NGS(下一代测序)。FACS系统的普及和广泛使用使它们可以被广泛的用户使用。

然而，对于某些应用，FACS系统仍然受到一定程度的限制。细胞必须处于悬浮状态，从而导致细胞表型特征信息丧失。此外，FACS分选对细胞活力可能具有不可忽略的影响，并且由于FACS系统由非一次性组件组成的复杂系统，一般来说FACS系统难以实现无菌操作。除此以外，多数流式细胞术是一种零时间分辨率的分析方法，无法实时在单细胞水平对细胞进行后续分析处理，并且价格昂贵，不适用于大众。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种静态细胞分析装置及方法，以达到可以实现识别、编号单细胞并在后续单细胞正常培养过程进行实时细胞表型分析的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种静态细胞分析装置，包括三维扫描平台、静态信息采集系统、静态信息探测系统、细胞识别分析系统和微腔阵列芯片；所述微腔阵列芯片位于三维扫描平台上，所述静态信息采集系统包括光源、光学透镜、可自动切换滤片系统和CCD相机，所述静态信息探测系统包括荧光检测器和信号采样处理系统；所述光源发出的光经过可自动切换滤片系统，照射到微腔阵列芯片上后，反射光经过光学透镜后到达CCD相机，所述荧光检测器连接CCD相机和信号采样处理系统，所述信号采样处理系统连接细胞识别分析系统。

上述方案中，所述光源采用100-500W高压汞灯、激光器或发光二极管。

上述方案中，所述可自动切换滤片系统包括激发滤光片、阻断滤光片和二向分色镜片，三种匹配滤光片构成一组滤片系统，共有蓝、绿、橙、红四组滤片系统。

进一步的技术方案中，所述激发滤光片位于光源和二向分色镜片之间，所述阻断滤光片位于二向分色镜片和光学透镜之间，所述二向分色镜片位于微腔阵列芯片和CCD相机之间。

进一步的技术方案中，所述四组滤片系统的激发与接收波长如下：