[发明专利]一种基于延迟发光光谱的细胞活力检测方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于延迟发光光谱的细胞活力检测方法和装置，检测方法是测量细胞的延迟发光经过短波长滤波片的发光强度I_短和经过长波长滤波片的发光强度I_长，细胞活力RS＝I_短/I_长，RS值越大，细胞活力越高，RS值越小，细胞活力越低；所述短波长滤波片的波段范围是300nm～500nm，长波长滤波片的波段范围是500nm～650nm。检测装置则是在检测细胞延迟发光的装置基础上增加不同波长的滤光片。上述方法和装置能够准确检测细胞活力状态，而且不需要外源性标记，也不会对细胞或者操作人员造成损伤，既安全又简便，适合大规模细胞样品的及时检测。

技术领域

本发明涉及细胞活力检测技术领域，具体涉及一种基于延迟发光光谱的细胞活力检测方法和装置。

背景技术

细胞活力是一个重要的细胞生物学指标。目前，生物医学上主要基于形态学和生物化学方法对细胞活力进行检测。形态学方法方便、直接、可视性强，但一般只能进行定性分析，难以提供定量的检测信息，且分析结果的准确性依赖于实验员的经验，人为因素干扰大。生物化学方法灵敏、准确、特异性强，且利用流式细胞仪、酶标仪、荧光测定仪、分光光度计等可提供定量的检测结果。然而，这些方法往往是侵入性的，其中用到的生化反应、染色、标记等处理手段会改变细胞正常的生长环境和生理功能，甚至破坏细胞结构，造成不可逆的细胞损伤和死亡。此外，这些方法对实验操作技术要求高，检测后的细胞无法继续培养或应用，因此只能进行抽检，不利于大规模细胞样品的及时检测，且长期使用一些生化试剂(如台盼蓝、3H放射性同位素等)会对操作者的健康造成损害。因此，发明一种无外源性标记、非侵入性的细胞活力检测技术具有重要意义。

发明内容

鉴于现有技术中细胞活力检测方法检测准确性低、对细胞和操作人员有损伤、大规模检测受限等问题，本发明提供了一种无外源性标记、非侵入性的细胞活力检测技术。

具体地，本发明通过以下技术方案实现上述目的：

第一方面，本发明提供了一种基于延迟发光光谱的细胞活力检测方法，测量细胞的延迟发光经过短波长滤波片的发光强度I_短和经过长波长滤波片的发光强度I_长，细胞活力RS＝I_短/I_长，RS值越大，细胞活力越高，RS值越小，细胞活力越低；

所述短波长滤波片的波段范围是300nm～500nm，长波长滤波片的波段范围是500nm～650nm。

延迟发光是生物体在接受光照后的再发光过程，即停止光照后，生物体自身会在一定时间内发光。典型的细胞延迟发光信号如图2所示。可以看到，细胞的延迟发光是一个发光强度随时间非线性下降的过程。我们在研究中发现，细胞的延迟发光光谱分布随细胞活力下降会出现连续的“红移”，即短波长的发光强度占总发光强度的比例下降，而长波长的发光强度占总发光强度的比例上升，可通过这一现象反映细胞的活力变化。基于此，上述检测方法分别检测短波长和长波长的发光强度，二者的比值即可反映细胞当时的活力状态。该方法操作简单，无外源标记，也不侵入细胞，且准确性较佳。

优选的，上述细胞活力检测方法中，所述短波长滤波片的波段范围是315-436nm波段和413-500nm波段。

优选的，上述细胞活力检测方法中，所述长波长滤波片的波段范围是572-650nm。

由于延迟发光是一个非稳态的超弱发光过程，采用基于高灵敏光电倍增管的波长扫描方式无法测量发光衰减过程中的光谱分布，而采用基于CCD的光谱测量方式，其灵敏度无法满足测量要求，因此，本发明采用高灵敏光电倍增管结合带通滤光片的方式进行延迟发光光谱测量，然后以延迟发光经过短波长滤波片的发光强度I_短和经过长波长滤波片的发光强度I_长的比值来表示细胞活力，契合细胞活力下降伴随延迟发光光谱红移的规律，能够真实展示细胞自身生理状态，所以结果方面也更加贴近实际。