CN108548770A - 一种基于便携式智能手机显微镜的颗粒计数器及计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于便携式智能手机显微镜的颗粒计数器，该计数器包括智能手机、安装在智能手机上的PDMS透镜以及手机支架，本发明还公开了一种基于便携式智能手机显微镜的颗粒计数器的计算方法，本发明设计成本低廉，PDMS镜头是利用疏水的立柱模板和预固化的PDMS前驱体制备，可重复并可控生产，并在较大范围内调节放大比率，新的算法可以捕获流体中静态和动态目标，基于图像堆叠计数的斑点计数算法可以精确计算颗粒数量，该技术可广泛应用于各个领域如POCT检测中的生物颗粒计数，适合于发展中地区和野外作业的需要。
Description
技术领域
本发明属于生物技术领域，具体涉及到一种智能手机显微镜，更具体的是一种基于便携式智能手机显微镜的颗粒计数器及计算方法。
背景技术
生物颗粒的计数如血液细胞计数是医疗保健的一个重要组成部分，它可以帮助我们检查出不同的健康状况。通常是在实验室中借助大型且昂贵的仪器进行细胞计数，如专业显微镜或流式细胞仪系统，然而，这些仪器都需要经过训练的专业人员来操作。在本研究中，我们开发了一个用于微流体内颗粒计数的便携式智能手机显微镜平台，这个平台基于廉价的PDMS透镜和3d打印的智能手机支架，并设计了可以在智能手机上应用的新算法来实时计数颗粒。
PDMS透镜的制备采用了新的方法，结合表面疏水性处理和在立柱模型上进行PDMS溶液预固化，制备出了具有高重复性和可控放大倍率的透镜，并可以吸附在智能手机摄像头上。当与智能手机支架一起使用，可以根据透镜的倍数来改变焦点。智能手机摄像头会拍摄和捕获支架上样品的图像，可以用于捕获静态和动态目标物体的清晰图像，并通过安装在智能手机上的应用软件，采用新型颗粒计数算法，检测出基于图像叠加的运动颗粒数量。因为便携和低成本，这个平台将在POCT快速诊断和其它领域具有巨大的应用价值。
细胞计数是医疗保健的一个组成部分，是衡量炎症、骨髓衰竭、贫血、白血病等等疾病状况的重要指标。细胞计数通常是在实验室里进行的，常见和基本的计数技术是使用血球计，在一个封闭的区域内手动计数。血液样本经常被染色，从而增加细胞的对比度方便检测。实验室技术人员可以通过显微镜观察样品，通过肉眼观察，手动计数装置内的细胞数量。而随着技术的进步，现在已经越来越流行使用自动血细胞计数器来完成血细胞的计数，如使用自动流动血细胞计数器。然而，这一过程仍然需要专业技术人员来操作昂贵且笨重的血液分析仪。而且对于资源匮乏的医院来说，也是负担不起投资一个昂贵的能源消耗设备。因此，我们需要一个普通医院负担得起的，并且易于使用的设备，来执行日常的血液细胞计数任务。
随着目前智能手机的高速计算性能不断增强，和可承受的价格及广泛的可用性，把智能手机应用于实验室成为一个有吸引力的选择。大多数智能手机都配备了高端规格的相机，并支持该设备作为基于光学设备的平台，如光谱测量、量热、荧光和发光检测。智能手机的摄像头还可以实现多个变焦，从而有利于移动显微镜的图像捕获和分析。随着智能手机技术的这些优点，我们可以利用移动电话的摄像头来制作出一种便携式的、可负担得起的设备来检测血细胞。而这将意味着血液计数的过程可以实现自动化，并可以在实验室外、在路上甚至在家里进行，从而节省宝贵的医疗资源和能源，同时惠及资源贫乏的社区。同时为了适用于快速检测计数，使用的仪器必须相对简单且成本低，同时要保持准确性和精确度，这是目前现有的台式仪器无法胜任的。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于便携式智能手机显微镜的颗粒计数器及计算方法，通过利用红细胞进行静态和动态物体的图像捕获演示，并精确计算血红细胞数量，以及通过一种基于廉价PDMS透镜的便携式智能手机显微镜系统，同时开发了一种颗粒检测新算法和智能手机应用软件，用于流体中颗粒静态和动态检测和计数，来解决上述的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于便携式智能手机显微镜的颗粒计数器，该计数器包括智能手机、安装在智能手机上的PDMS透镜以及手机支架，其中，PDMS透镜的制备方法包括如下步骤：
步骤一：将PDMS单体和固化剂按照10:1的比例进行混合，制成厚度为3mm的PDMS块，将PDMS块进行去除气泡处理，再固化1小时；
步骤二：使用圆形穿孔机，将PDMS块分别制备成直径为2mm、3mm以及4mm尺寸的圆柱形PDMS柱，将PDMS柱放在载玻片上，使用疏水性全氟硅烷通过化学气相沉积法来进行处理，沉积2小时，使PDMS柱表面疏水性；
步骤三：将PDMS单体和固化剂按照10:1的比例进行混合，脱气以去除气泡，并放置到烘箱内，在40℃条件下，预固化1小时，然后转移到50微升的带针头注射器内，将混合的PDMS从注射器以不同体积容量注入到步骤四制备的PDMS柱表面上，即得到PDMS透镜。
一种基于便携式智能手机显微镜的颗粒计数器的计算方法,包括如下步骤：
步骤1：智能手机储存单行像素行的像素强度，并对经过的所有颗粒进行计数，提起每帧的ROI的像素行，将所有行合并成一个图像，按帧顺序排列在Y轴中，即合并图像中的第一行像素来自第一帧，第二行来自第二帧，依此类推，然后把合并的图像进行斑点检测；
步骤2：合并的图像包含有关颗粒在通过R01时的位置信息，以及颗粒通过R01的时间，在灰度的转换过程中，颗粒的延伸会丢失，将其作为选择标准进行排除；
步骤3：通过优化视频斑点检测的主要控制参数，包括最小像素阀值和最大像素阀值，检测到斑点的最大面积和最小重复性，像素阀值是斑点检测中的参数，阀值使得函数能够区分候选颗粒和背景像素，最小像素阀值和最大像素阀值将斑点进行区分，最小重复性用于区分彼此接近的斑点，用于排除阀值内不是颗粒的较大像素集合，在最大斑点面积区域内确定允许检测的最大尺寸颗粒候选区。
作为本发明进一步的方案：步骤1中，通过合并的图像需要通过组合所有三原色颜色通道转换成8位灰度图像来执行斑点分析，样本图像是单个通道图像。
作为本发明进一步的方案：步骤2中，微流体装置的背景明亮且具有较高的平均像素值，而颗粒较暗，具有较低的像素值，只有一行像素被选为R01，且是在合并图像中捕获的位移部分颗粒，合并的图像不包含任何有关颗粒的形状和凹度的信息，只有颗粒存在的信息。
本发明的有益效果：本发明设计成本低廉，PDMS镜头是利用疏水的立柱模板和预固化的PDMS前驱体制备，可重复并可控生产，并在较大范围内调节放大比率，新的算法可以捕获流体中静态和动态目标，基于图像堆叠计数的斑点计数算法可以精确计算颗粒数量，该技术可广泛应用于各个领域如POCT检测中的生物颗粒计数，适合于发展中地区和野外作业的需要。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是PDMS透镜与对照相组比较的示意图。
图2是在疏水处理的表面上与未疏水处理的表面对比示意图。
图3是仅硅烷疏水处理、预固化处理和两种处理结合的情况下，在溢流之前的高容量液体PDMS溶液的最大体积的比较示意图。
图4是本发明使用2-4毫米的立柱模板产生的从25倍到80倍的广泛且可控的放大倍率示意图。
图5是本发明中手机支架的结构示意图。
图6是本发明中手机支架的爆炸视图。
图7是本发明中手机支架的底座的结构示意图。
图8是本发明中手机支架的手机支撑台的结构示意图。
图9是本发明中手机支架的升降板的结构示意图。
图10是本发明中手机支架的样品放置架的结构示意图。
图11是本发明的计算方法示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种基于便携式智能手机显微镜的颗粒计数器，该计数器包括智能手机、安装在智能手机上的PDMS透镜以及手机支架；
PDMS透镜可以是市场上的球形玻璃透镜，也可以是制备的PDMS透镜；其中，PDMS透镜的制备方法包括如下步骤：
步骤一：将PDMS单体和固化剂按照10:1的比例进行混合，制成厚度为3mm的PDMS块，将PDMS块进行去除气泡处理，再固化1小时；
步骤二：将PDMS块使用疏水性全氟硅烷通过化学气相沉积法沉积2小时，提升PDMS块的疏水性能，并在表面平整的PDMS基片上进行分析验证，通过测量在改性表面上注入液体的PDMS液滴接触角，与未进行修改的控制基板进行对比分析；
步骤三：将液态的PDMS吸入装有针头的50ml注射器内，并注入到PDMS块上，在40℃烘箱内，预固化1小时，在预固化过程中，每间隔15分钟注入6.5ulPDMS液滴，分析接触角的变化，分析出聚合物预固化的影响；
步骤四：使用圆形穿孔机，将PDMS块分别制备成直径为2mm、3mm以及4mm尺寸的圆柱形PDMS柱，将PDMS柱放在载玻片上，使用疏水性全氟硅烷通过化学气相沉积法来进行处理，沉积2小时，使PDMS柱表面疏水性；
步骤五：将PDMS单体和固化剂按照10:1的比例进行混合，脱气以去除气泡，并放置到烘箱内，在40℃条件下，预固化1小时，然后转移到50微升的带针头注射器内，将混合的PDMS从注射器以不同体积容量注入到步骤四制备的PDMS柱表面上，即得到PDMS透镜；
步骤六：通过对比实验室显微镜系统和智能手机的放大倍数，对PDMS透镜的放大倍数进行表征测试，通过找到1951USAF分辨率图表中最小的明显特征，来测量出PDMS透镜的最小分辨率。
智能手机支架以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)为材料，通过3d打印技术制作的,照明系统采用了低成本发光二极管(LED)，并通过无线蓝牙连接智能手机，实现自动化控制,智能手机的应用程序设计基于Android系统，可用于Android操作系统手机；
利用以下公式:
准确率＝(自动计数-误判计数)/手动计数
将自动计数的结果与手工计数的结果进行比较分析，从而验证了该算法的准确率；每个检测到的细胞的位置都自动在图像上标注圆圈，并手动检查任何非细胞颗粒的误报；
为了制造平凸透镜，液体PDMS通过注射到平坦的基质上，通过聚合物的粘度，表面张力以及基质的疏水性使得PDMS溶液得以铺展，由于液相的PDMS是比较粘以及疏水的，所以微量的液滴在玻璃表面可以很好地分散，这样就可以形成较低接触角的平坦液滴，通过氟硅烷的预处理增加了基质的疏水性，PDMS溶液的扩散性得到进一步的抑制，从而形成了更高的接触角，在透镜制造的过程中，疏水性处理有利于形成良好的透镜特性，因为其减小了曲率半径，从而形成较低的焦距，并且最终根据透镜制造者的公式可以得到更大的放大倍数。
这里nlens代表透镜材料的折射率，n0代表了空气的折射率，R1是光源附近表面的曲率半径，R2是其他表面的曲率半径，d是透镜的厚度，对于平凸透镜来说，R2是∞，因此，用疏水性全氟硅烷对表面进行改性可以提高PDMS透镜的放大率，图1描绘了与对照相组比较，PDMS透镜在疏水表面上的接触角的提升。
除了表面疏水性之外，液体PDMS的性质特别是粘度也影响液滴的扩散和接触角。液体PDMS可以在室温下24小时后固化，该过程可以通过加热促进。加热处理后，液体PDMS溶液慢慢凝固，并变得更加粘稠。因此，在滴加溶液之前预先固化PDMS会增加PDMS的粘度，使得PDMS液滴在表面上的铺展更慢。图2显示了在液体PDMS上的不同预固化时间之后的液滴形成。随着预固化时间越长，液体PDMS的粘度增加，从而液滴的接触角越大。因此，具有高粘度的预固化液体PDMS提供了与在基底上的疏水处理类似的效果，从而减少了PDMS聚合物的扩散，进而形成了具有较小的曲率半径的透镜。
如前所述，在平面表面上，扩展的是没有边界的，其范围取决于表面和聚合物溶液的性质，而如果在有界面的表面上进行制造，液体的铺展就能受到限制，我们使用了圆柱形柱体作为基底，制造出具有可控尺寸且可重复生产的PDMS液滴，如图1a所示，液滴的高度取决于注射在表面上的PDMS的体积，注入柱状基质上的PDMS体积的增加导致液滴接触角的增加，尽管接触角随着体积的增加而变大，但是如图1b所示，透镜的放大率降低了。这是由于作用在溶液上的重力，使液滴的形状在顶部变平，而不是完美的球形弧，从而导致更大的曲率半径，如图1c所示。
通过结合疏水性处理和在支柱模板上的PDMS透镜预固化，图2a显示了在未处理的表面(对照)上的未预先固化的液滴，而图2b显示了在疏水处理的表面上的预固化的PDMS液滴，使用具有疏水性的全氟硅烷处理后，以低，中，高三种不同容量的液体PDMS液滴形成镜片，在小的PDMS体积下，与未处理的表面相比，液体PDMS在疏水性处理表面上显示出更高的扩散阻力，与图2a所示的未预固化的液滴相比，图2b所示小体积容量(5-6.5μL)PDMS限制了液体扩散到达立柱边界，因此，在低体积下，由于液滴基底尺寸区域不受控制，因此必须忽略结果，随后，在中等体积的情况下，接触角与未处理接触角相似程度增加，因此放大率降低，在高容量时，疏水性处理提高了液滴从柱边界溢出的阻力，这导致溢流之前的最大体积高于对照组，因为阻碍PDMS液滴落增加了镜头的放大率控制的范围，在溢流之前的体积范围的最大增加，验证疏水性处理似乎是PDMS柱上的透镜制造的必要步骤，因为与未处理的表面相比，其简化了PDMS透镜从PDMS柱模板的剥离过程，使得PDMS透镜牢固地粘在基底上，相似地，对滴加PDMS溶液的预固化处理改善了低体积扩散阻力以及在增加溢流前的最大体积(Vmax)方面起到了相同作用，图3显示了在未预处理(对照)，仅硅烷疏水处理，仅预固化处理和两种处理结合的情况下，在溢流之前的高容量液体PDMS溶液的最大体积(Vmax)的比较。可以看出，没有疏水处理和预固化处理的对照组溢流阻抗性最差，其次是只经过预固化处理或者疏水化处理的，而结合了疏水处理和预固化处理的有着最高的溢流阻抗性。
相比对照组，我们可以预测经过表面疏水性以及PDMS预固化处理过可以显著地增加了扩散以及溢流阻抗性，从而可以控制更大容量范围，并得到放大倍数更大的PDMS镜头，从图2b可以看出，对比没有预处理的PDMS液体在26微升就发生了溢流，而经过氟硅烷处理以及预固化的PDMS溶液在33微升时，增加了放大倍数的同时也没有发生溢流。忽略不计在低体积形成的透镜，因为PDMS溶液没有完全分布在柱表面上，不同立柱直径，体积与放大倍数之间的关系随陡的斜率线性减小，如图4所示，使用2-4毫米的立柱模板可以产生从25倍到80倍的广泛且可控的放大倍率。利用这个图表，我们可以精确地制造用于各种应用所需放大倍率的平凸透镜。
由于具有精确制造透镜基体尺寸的优点，这个方法可以进一步从平凸透镜模板产生双凸，球面和非球面透镜。可以通过将所制造的平凸透镜翻转成期望的基底尺寸来完成，并且随后将相同体积的液体PDMS溶液注入到其顶部。球面镜头也可以通过在平凸透镜的顶端注射液相PDMS，改进平凸透镜获得。不同的透镜形状有着它们各自的优势和缺点，平凸透镜有着容易制造以及可以和智能手机方便结合的优点，双凸透镜以及球面镜头有着两倍于平凸透镜的放大倍数。但是，球面镜有着较高的偏差会使得捕获的图像出现扭曲的现象。并且，由于球面镜和双凸透镜的独特形状，使得很难和智能手机很好地结合。而弹性非球面镜由于具有较小的像差所以更受欢迎。图2c列出了平凸透镜、双凸透镜、球面透镜以及非球面透镜的制造方法，图2d列出了各种形状透镜的光纤轨迹图像。
透镜制作后，利用1951USAF分辨率图表进行了放大分辨率的表征，图3a列出了PDMS镜头在25x，40x，65x以及80x的放大倍数下用三星galaxy S7edge测试手机捕获的图像，图3b显示了镜头的分辨率。从图中可以看到，第七组的第六个元素依然可以很好地区分出来，这意味着镜头可以区分的最小尺寸可以达到2.19微米。
镜头的放大率表征测试过后，我们进行了不同细胞的成像，包括6微米的血液红细胞，15微米的哺乳细胞以及斑马鱼的胚胎细胞。从图4a和图4b可以看出，成像对于这些细胞有着很高的对比度。接着，我们用PDMS镜头拍摄了掺杂了Sudan II染料的荧光图像，使用了截止频率为530nm的长通滤波器。将透镜置于滤光片的顶部得到了图6中所见的荧光颗粒成像。该滤光片用于使绿色荧光蛋白(GFP)表达的大肠杆菌细菌成像，如图4e所示。
除了静态的物体，如今高度发展的智能手机具有高端的视频采集规格，能够提供超过4000像素的分辨率和高达每秒240帧的高捕获帧率。因此，把PDMS镜头结合在智能手机上面，我们可以不用大型的显微镜以及高速相机就能对微小以及快速移动的物体图像捕获以及高分辨率的成像。图4d显示了液滴微流控中水包油液滴生成过程，图4e显示了液滴1ul/mi n的流动。很明显的可以看出，智能手机的相机可以以很高的帧率捕获微通道里面形成的液滴。从这里我们可以认为，智能手机显微镜有很大的应用潜力，可以和微流控技术很好地结合形成智能手机实验检测系统。
请参阅图5-6所示，所述的手机支架包括底座1、手机支撑台2、升降板3和样品放置架4，手机支撑台2固定安装在底座1上，升降板3滑动安装在手机支撑台2上，样品放置架4固定安装在升降板3上；
如图7所示，所述底座1为矩形板结构，底座1上端左侧的两个拐角处均垂直固定有套接筒101，底座1上中间位置的两侧均垂直固定有槽钢型卡板102；
所述底座1上安装有LED探照灯103；
所述底座1上端右侧的两个拐角处均垂直固定有固定圆杆104，两个固定圆杆104上端固定有腰形固定板105，腰形固定板105上中央位置开有通孔106，通孔106内螺纹配合有第一螺纹套107；
所述底座1上位于两个固定圆杆104之间设有第二螺纹套108，第一螺纹套107和第二螺纹套108之间螺纹配合有螺杆109，螺杆109上螺纹配合有调节套110；
如图8所示，所述手机支撑台2为矩形板结构，手机支撑台2上端一侧设有卡合板201，卡合板201截面为L形板结构，卡合板201内顶部设有软性垫202，通过将手机一侧嵌在卡合板201内并与软性垫202过盈配合，将手机固定在手机支撑台2上；
所述手机支撑台2下端一侧设有两个与套接筒101相配合的圆柱形支撑脚203，手机支撑台2下端另一侧设有两个与槽钢型卡板102相配合矩形支撑脚204，矩形支撑脚204内侧开有梯形滑槽205；
如图9所示，所述升降板3为方形板结构，升降板3中央位置开有第一透光孔301，第一透光孔301为矩形孔结构，第一透光孔301位于LED探照灯103正上方；
所述升降板3一端的两侧均设有与梯形滑槽205相配合的梯形滑块302，梯形滑块302与梯形滑槽205之间为间隙配合，升降板3另一端的两侧开有与固定圆杆104相配合的弧形卡槽303，固定圆杆104和弧形卡槽303之间为间隙配合；
所述升降板3上开有与螺杆109相配合的滑动圆孔304，通过扭动调节套110改变升降板3在螺杆109上的高度，调节套110对升降板3进行升降过程中，梯形滑块302有效的阻止升降板3的左右摆动，具有很好的稳定作用；
所述升降板3上端两侧均固定有镜像设置的栏杆305；
如图10所示，所述样品放置架4包括腰形滑动板401，腰形滑动板401上端两侧均设有挡板402，腰形滑动板401下端设有两个与栏杆305卡接配合软性卡杆403，软性卡杆403采用塑料、四氟、橡胶中任一种材质制得；
所述腰形滑动板401中央位置开有第二透光孔404，第二透光孔404为矩形孔结构。
与静态图像相比，颗粒是在微流体中运动的，因此，需要开发一种新的算法来计算运动的粒子，而不是传统的静态粒子图像处理。通常粒子计数是使用粒子识别算法提取视频帧，并分析图像帧。但是，相同的粒子可能出现在随后的帧中，导致粒子的重复计数。为了避免重复计算，可以在整个帧上跟踪同一个粒子，并将其计为一个粒子。然而，有时在几个图像帧上不能识别粒子，这会使得粒子被跟丢，导致计数不准确。因此，研究一个在微流体中不重复计数移动粒子的新方法是十分有意义的。在本实验中，我们展示了基于图像堆叠的斑点检测技术，这种技术可以精确计算运动粒子，设计的用于移动粒子计数的图像处理过程，是基于图像堆叠的斑点检测。
如图11所示，一种基于便携式智能手机显微镜的颗粒计数器的计算方法，包括如下步骤：
步骤1：智能手机储存单行像素行的像素强度，并对经过的所有颗粒进行计数，提起每帧的ROI的像素行，将所有行合并成一个图像，按帧顺序排列在Y轴中，即合并图像中的第一行像素来自第一帧，第二行来自第二帧，依此类推，然后把合并的图像进行斑点检测；其作用在于使每个颗粒在通过ROI时只能被观察一次，从而提供准确的粒子数量计数，避免了重复计数的风险；为了执行斑点分析，样本图像是单个通道图像，故而合并的图像需要通过组合所有三原色颜色通道转换成8位灰度图像；
步骤2：合并的图像包含有关颗粒在通过R01时的位置信息，以及颗粒通过R01的时间，微流体装置的背景明亮且具有较高的平均像素值，而颗粒较暗，因此具有较低的像素值，故只有一行像素被选为R01，且是在合并图像中捕获的位移部分颗粒，合并的图像不包含任何有关颗粒的形状和凹度的信息，只有颗粒存在的信息，在灰度的转换过程中，颗粒的延伸会丢失，将其作为选择标准进行排除；
步骤3：通过优化视频斑点检测的主要控制参数，包括最小像素阀值和最大像素阀值，检测到斑点的最大面积和最小重复性，像素阀值是斑点检测中的参数，阀值使得函数能够区分候选颗粒和背景像素，最小像素阀值和最大像素阀值将斑点进行区分，最小重复性用于区分彼此接近的斑点，为了排除阀值内不是颗粒的较大像素集合，在最大斑点面积区域内确定允许检测的最大尺寸颗粒候选区。
本发明设计成本低廉，PDMS镜头是利用疏水的立柱模板和预固化的PDMS前驱体制备，可重复并可控生产，并在较大范围内调节放大比率，新的算法可以捕获流体中静态和动态目标，基于图像堆叠计数的斑点计数算法可以精确计算颗粒数量。该技术可广泛应用于各个领域如POCT检测中的生物颗粒计数，适合于发展中地区和野外作业的需要。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于便携式智能手机显微镜的颗粒计数器，其特征在于，该计数器包括智能手机、安装在智能手机上的PDMS透镜以及手机支架，其中，PDMS透镜的制备方法包括如下步骤：
步骤一：将PDMS单体和固化剂按照10:1的比例进行混合，制成厚度为3mm的PDMS块，将PDMS块进行去除气泡处理，再固化1小时；
步骤二：使用圆形穿孔机，将PDMS块分别制备成直径为2mm、3mm以及4mm尺寸的圆柱形PDMS柱，将PDMS柱放在载玻片上，使用疏水性全氟硅烷通过化学气相沉积法来进行处理，沉积2小时，使PDMS柱表面疏水性；
步骤三：将PDMS单体和固化剂按照10:1的比例进行混合，脱气以去除气泡，并放置到烘箱内，在40℃条件下，预固化1小时，然后转移到50微升的带针头注射器内，将混合的PDMS从注射器以不同体积容量注入到步骤四制备的PDMS柱表面上，即得到PDMS透镜。
2.一种基于便携式智能手机显微镜的颗粒计数器的计算方法,其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：智能手机储存单行像素行的像素强度，并对经过的所有颗粒进行计数，提起每帧的ROI的像素行，将所有行合并成一个图像，按帧顺序排列在Y轴中，即合并图像中的第一行像素来自第一帧，第二行来自第二帧，依此类推，然后把合并的图像进行斑点检测；
步骤2：合并的图像包含有关颗粒在通过R01时的位置信息，以及颗粒通过R01的时间，在灰度的转换过程中，颗粒的延伸会丢失，将其作为选择标准进行排除；
步骤3：通过优化视频斑点检测的主要控制参数，包括最小像素阀值和最大像素阀值，检测到斑点的最大面积和最小重复性，像素阀值是斑点检测中的参数，阀值使得函数能够区分候选颗粒和背景像素，最小像素阀值和最大像素阀值将斑点进行区分，最小重复性用于区分彼此接近的斑点，用于排除阀值内不是颗粒的较大像素集合，在最大斑点面积区域内确定允许检测的最大尺寸颗粒候选区。
3.根据权利要求2所述的一种基于便携式智能手机显微镜的颗粒计数器的计算方法,其特征在于，步骤1中，通过合并的图像需要通过组合所有三原色颜色通道转换成8位灰度图像来执行斑点分析，样本图像是单个通道图像。
4.根据权利要求2所述的一种基于便携式智能手机显微镜的颗粒计数器的计算方法,其特征在于，步骤2中，微流体装置的背景明亮且具有较高的平均像素值，而颗粒较暗，具有较低的像素值，只有一行像素被选为R01，且是在合并图像中捕获的位移部分颗粒，合并的图像不包含任何有关颗粒的形状和凹度的信息，只有颗粒存在的信息。
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