[发明专利]一种采用可变形微通道的癌细胞动态行为检测系统

说明书

本发明公开了一种采用可变形微通道的癌细胞动态行为检测系统，该检测系统包括显微镜、高速相机、视觉处理模块、微流控芯片、微量进样注射器、进样精密注射泵、收样注射器、收样精密注射泵以及压力控制装置；微流控芯片设置有微通道、压力仓以及可变形薄膜；压力控制装置与压力仓连通，用于控制可变形薄膜朝向微通道内的膨胀变形量，以在微通道内形成狭窄通道；狭窄通道用于实现对细胞悬浮液中的细胞进行机械挤压；视觉处理模块用于识别高速相机采集的图像，并根据预先存储的癌细胞特征参数对细胞中的癌细胞进行快速检测。上述检测系统能够实现对多种癌细胞的灵活、准确、实时检测，解决了现有微流控芯片结构固定、功能单一的问题。

技术领域

本发明涉及癌细胞检测技术领域，具体涉及一种采用可变形微通道的癌细胞动态行为检测系统。

背景技术

近年来，微流控芯片作为一种前沿的小型“片上实验室”，已在工业、生物医学等领域成为重要的实验平台与分析工具。利用封闭、透明的微流控芯片上的微小通道，微量的液体及其中的微小生物目标能够被精确引导、控制与观察，因此其被广泛应用于细胞操作与分析、生化反应与分析以及疾病即时症断等方面。基于微流控芯片的血液体外诊断已成为重要的医学检测手段，其更成为新兴的诊断类医疗器械产业中的关键技术组成部分。

生物医学领域的相关研究表明，细胞的大小、形状、机械特性等由自身生物结构决定的物理特性与多种人类面临的重大疾病相关。癌症作为人类生命健康的“头号杀手”，其早期的检测与治疗是生物医学领域实现积极有效治疗的重要方法。然而，大部分的癌症在早期不会显现出任何症状，并且常规的检查手段仅能检查出已发展为中期的肿瘤。目前，针对构成癌症的基本组成单元-癌细胞，研究人员基于微流控芯片做了大量基于癌细胞物理特性的分选、识别、测量等相关研究。一些微流控芯片基于血液中循环肿瘤细胞尺寸大于血细胞尺寸，对血液中的循环肿瘤细胞进行分离；一些微流控芯片基于癌细胞与正常细胞的尺寸差异，对多种细胞进行分离；一些微流控芯片基于癌细胞的形变能力，对其进行了统计学测量；一些微流控芯片基于癌细胞不同于正常细胞机械特性，对癌细胞进行检测与识别。但是，由于微流控芯片内固定的微通道结构仅能实现单一的功能，仅局限于几种相对应尺寸的细胞的识别。因此，具有固定结构的微流控芯片在癌细胞的检测过程中缺乏灵活性和普适性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种采用可变形微通道的癌细胞动态行为检测系统，能够实现对多种癌细胞的灵活、准确、实时检测，为癌症的早期诊断提供了一种有效的手段，解决了现有微流控芯片结构固定、功能单一的问题。

本发明采用以下具体技术方案：

一种采用可变形微通道的癌细胞动态行为检测系统，包括显微镜、高速相机、视觉处理模块、微流控芯片、微量进样注射器、进样精密注射泵、收样注射器、收样精密注射泵、以及压力控制装置；

所述微流控芯片置于所述显微镜的载物平台上，设置有微通道、位于所述微通道顶部的压力仓、以及用于分隔所述压力仓和所述微通道的可变形薄膜；所述微通道的入口与所述微量进样注射器的出口流体连通、且出口与所述收样注射器的入口流体连通；

所述压力控制装置与所述压力仓连通，用于通过调节所述压力仓内的压力来控制所述可变形薄膜朝向所述微通道内的膨胀变形量，以在所述微通道内形成狭窄通道；所述狭窄通道用于实现对细胞悬浮液中的细胞进行机械挤压；

所述进样精密注射泵与所述微量进样注射器相连，用于驱动所述微量进样注射器，并控制所述微量进样注射器的注射速度；

所述微量进样注射器用于将细胞悬浮液注射到所述微流控芯片的微通道中；

所述收样精密注射泵与所述收样注射器相连，用于驱动所述收样注射器，并控制所述收样注射器的回收速度；

所述收样注射器用于回收从所述微通道的出口流出的细胞悬浮液；

所述显微镜用于放大流经所述微通道的细胞悬浮液的图像；