[发明专利]一种多频阻抗学的血细胞分类计数芯片及计数方法

说明书

本发明提供一种多频阻抗学的细胞分类计数芯片及分类方法，包括基底、电极，基底上开设有通道，通道进口端连接蠕动泵，在通道上布置有电极，按照从左至右的顺序依次是电源输入电极Ⅰ、浮动电极Ⅰ、信号检测电极Ⅰ、电源输入电极Ⅱ、信号检测电极Ⅱ、浮动电极Ⅱ以及电源输入电极Ⅲ。本发明对普遍存在的高度影响因素进行校正，同时利用多频阻抗交流方法检测多个细胞电特性，对细胞进行高精确的分类，实现同荧光标记法和光散射法相比拟的准确性。

技术领域

本发明属于细胞生物学计数领域，尤其涉及一种多频阻抗学的血细胞分类计数芯片及计数方法。

背景技术

区分和计数血细胞亚型对于医学诊断是必不可少的，细胞计数是许多疾病早期诊断决策的一项基本医学检查。在过去的十年里，基于微流控阻抗的细胞技术被认为是一种多细胞电学特性的低成本、无标记的细胞分类技术。这其中白细胞分化计数(LDC)包括3部分(淋巴细胞、单核细胞和粒细胞)是诊断感染性疾病和免疫状况的重要血细胞计数方法之一。与需要激光散射系统和荧光染色的五部分LDC不同，三部分LDC方法是无污染的，并且可以与用于护理垫检测和家庭自检的可靠、便携和经济实惠的自动化全血计数器集成在一起。

然而，三部分LDC细胞计数器多数采用库尔特原理，利用细胞通过小孔时的直流电压变化，根据细胞体积对白细胞进行分类，这会使得相同患者的单核细胞计数有显著差异，导致单核细胞和粒细胞仅按细胞直径计数不准确(单核细胞与粒细胞的大小相似)。因此需要更多关于细胞形态的信息，例如细胞间的透明度和复杂性，以提高检测的准确性。

交流阻抗细胞技术凭借单细胞检测的高通量和高灵敏度在微流控领域引起了极大的兴趣。交流阻抗方法不仅可以从低交流频率(＜1MHz)获得细胞直径，还可以从其他交流频率(＞1MHz)获得额外的细胞特性，例如细胞膜电容、电阻以及细胞质电导率和介电常数。这些单细胞的电学特性可以提高三部分LDC的精度。

现有技术一的技术方案：

平行电极

很多工作利用微流控通道中的平行电极来实现高灵敏度的白细胞分类，这一方式在低频下阻抗测量准确性低，因为低频电流会受到不均匀电场的粒子位置的影响，同时高频电流也受到通道内单细胞高度的影响，造成单细胞阻抗测量中有很大的差异。

现有技术一的缺点：

(1)复杂的器件组装对准技术

(2)需要多个步骤的光刻和金属沉积步骤

(3)电极之间电场不均匀，造成阻抗测量受到垂直位置因素的严重影响

(4)可靠性低、成本高

现有技术二的技术方案

光散射技术

细胞通过光束时使光线发生散射，前向散射与细胞大小有关，而侧向散射则取决于颗粒/细胞的密度(即胞浆颗粒数量、细胞膜尺寸)。因此，透过这种方式，根据细胞大小和密度通常可把不同细胞群区分开。光散射技术通常会与鞘流技术结合进行细胞的检测。检测前会将细胞制备成稀释的悬浮缓冲从进样口加入，由于鞘液的作用，细胞被限制在液流的轴线上，从而能通过一个非常小的喷嘴。这种微小的“微液束”使细胞一个接一个地通过激光。细胞/颗粒通过通道时所散射的光线将被多个检测器检测到。

现有技术二的缺点

(1)需要精度很高且造价昂贵的光学仪器，会导致成本的上涨。

(2)鞘流技术增加了系统的复杂度，浪费大量的额外流体。

(3)检测之前需要对红细胞进行溶解，否则会出现大量噪声。

(4)红细胞的裂解会丢失相关红细胞指标信息，对相关疾病诊断缺少数据支撑。

发明内容