CN111812834A - 一种液基细胞样品的显微成像装置及显微成像方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显微成像技术领域，尤其涉及一种液基细胞样品的显微成像装置，包括：一图像采集芯片的感光区域，用于采集一液基细胞样品的图像信息；至少一个样品装载容器，设置于图像采集芯片的感光区域上，且样品装载容器的下表面与图像采集芯片的感光区域的上表面贴合，样品装载容器的下表面为透明状，样品装载容器用于装载液基细胞样品；每个样品装载容器包括：一中空腔体；两个通孔，两个通孔对称设置于样品装载容器的两侧，并分别与中空腔体的两端连通，两个通孔的位置高于样品装载容器的下表面，分别用于输入和输出液基细胞样品。本发明技术方案的有益效果：使得图像采集芯片的感光区域更贴近液基细胞样品，从而提高了显微图像的质量。

Description

一种液基细胞样品的显微成像装置及显微成像方法

技术领域

本发明涉及显微成像技术领域，尤其涉及一种液基细胞样品的显微成像装置及显微成像方法。

背景技术

显微成像装置是一种用于对微生物组织进行光学放大，通过图像采集芯片的感光区域观测和记录，来实现液基细胞样品的检测及进行形态分析。传统的光学显微镜受制于视野和分辨率之间的矛盾，即将微生物组织的放大的倍数越大，能够看到更细微的微生物组织图像，但是同时所能观测到视野范围也会缩小。

在现有技术中的显微成像装置中，大多采用了计数池的结构，例如中国专利CN201520807546.8公开了一种显微镜，包括显微镜平台、计数池平台组件，计数池平台组件上设有计数池及连通计数池的输液管，显微镜平台上固定有框架，计数池平台组件位于框架内并被压持在显微镜平台上。该专利就是在传统光学显微镜的基础上，在物镜下方设置一个计数池，以此代替传统的手工制作玻片和涂片。但是这套方法只是解决了制片复杂和质量不稳定的问题，还是依赖于传统的光学显微镜的观测，无法实现全视野的显微观测，在限定的检测时间范围内只能选取部分视野进行抽样观测和分析，从而使得检测分析的精确度下降；同时，传统的光学显微镜的体积较大，价格也十分昂贵。

此外，中国专利CN201811030915.1公开了一种明场和荧光双模态的显微成像系统，其采用图像传感器芯片采集待检测样品的图像。显微成像系统包括图像传感器芯片和样品腔，样品腔的底部没有直接与图像传感器芯片接触，而是在图像传感器芯片和样品腔之间设置了滤光片，图像传感器芯片在采集图像的过程中，可能会发生光的折射，从而影响图像采集的质量。

因此，本发明提出一种新型的液基细胞样品的显微成像装置及显微成像方法，将图像采集芯片的感光区域设置于载物平台的凹陷部，并设计一个具有突出部的样品装载容器，将其突出部卡嵌于载物平台的凹陷部内，使得样品装载容器的下表面贴合图像采集芯片的感光区域，从而使得采集的图像质量更高。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种液基细胞样品的显微成像装置及显微成像方法。

具体技术方案如下：

本发明一种液基细胞样品的显微成像装置，包括：

一图像采集芯片的感光区域，用于采集一液基细胞样品的图像信息；

至少一个样品装载容器，设置于所述图像采集芯片的感光区域上，且所述样品装载容器的下表面与所述图像采集芯片的感光区域的上表面贴合，所述样品装载容器的下表面为透明状，所述样品装载容器用于装载所述液基细胞样品；

每个所述样品装载容器包括：

一中空腔体；

两个通孔，两个所述通孔对称设置于所述样品装载容器的两侧，并分别与所述中空腔体的两端连通，两个所述通孔的位置高于所述样品装载容器的下表面，分别用于输入和输出所述液基细胞样品。

优选的，包括一载物平台，所述载物平台的上表面具有一凹陷部，所述图像采集芯片的感光区域设置于所述凹陷部。

优选的，所述样品装载容器朝向所述图像采集芯片的感光区域的一面具有一突出部，所述突出部的底部与所述凹陷部的尺寸适配，以使所述突出部卡嵌于所述凹陷部内，且所述突出部的下表面与所述图像采集芯片的感光区域贴合。

优选的，所述突出部为倒梯形。

优选的，两个所述通孔分别高于所述突出部的上表面。

优选的，所述中空腔体的厚度为50～200μm。

优选的，所述样品装载容器的整体呈透明状。

优选的，所述突出部的顶角的角度为90～180°。

优选的，所述突出部的厚度不小于200μm。

优选的，所述中空腔体的形状为椭圆形或圆形或矩形或圆角平行四边形。

优选的，所述样品装载容器采用透明玻璃或透明的有机聚合物制成。

优选的，所述液基细胞样品先经荧光素酶基因标记，再与荧光素底物混合后进入所述样品装载容器。

优选的，所述显微成像装置的上方设有一LED光源。

优选的，所述显微成像装置还包括一遮光罩，与所述LED光源适配，并且所述遮光罩的尺寸与所述样品装载容器的尺寸适配，以使所述遮光罩能够包裹所述样品装载容器。

优选的，所述探测器阵列包括复数个探测器单元，且所述探测器单元的数量不小于1千万。

优选的，每个所述探测器单元的尺寸不大于1μm。

优选的，所述图像采集芯片的感光区域包括复数个引脚，所述引脚分别从所述凹陷部的两侧引出。

优选的，所述显微成像装置还包括一图像处理器，所述图像采集芯片的感光区域通过复数个所述引脚与所述图像处理器的输入端连接，所述图像处理器用于对采集的所述图像信息进行处理。

优选的，所述显微成像装置还包括一显示器，所述显示器的输入端与所述图像处理器的输出端连接，用于显示处理后的所述图像信息。

优选的，所述显微成像装置包括两个所述样品装载容器，两个所述样品装载容器并列设置于所述载物平台的所述凹陷部。

本发明还包括一种液基细胞样品的显微成像方法，应用于上述显微成像装置，具体包括以下步骤：

步骤S1，对所述液基细胞样品进行稀释以形成一稀释液，并通过所述样品装载容器的其中一个所述通孔注入所述中空腔体内；

步骤S2，使用所述图像采集芯片的感光区域对所述中空腔体内的所述稀释液进行图像采集，以形成所述图像信息；

步骤S3，所述图像处理器对所述图像信息进行优化处理；

步骤S4，将优化处理后的所述图像信息通过显示器进行显示。

优选的，所述步骤S1还包括：

步骤S11，使用一荧光素酶基因对所述稀释液进行标记；

步骤S12，将进行标记后的所述稀释液与一荧光素底物混合。

优选的，在所述步骤S2中，在进行所述图像采集之前，采用一遮光罩密封所述样品装载容器，以在黑暗环境下进行所述图像采集。

优选的，所述优化处理包括图像增强处理和/或伪彩色着色处理和/或图像分割处理。

本发明还包括一种用于液基细胞样品显微成像的微流控芯片，包括用于装载液基细胞样品的样品腔和用于图像采集的成像芯片，所述成像芯片的上表面与一个或多个所述样品腔的下表面贴合，所述样品腔包括入液口、中间腔体和出液口，所述入液口和出液口分别与所述中间腔体连通，所述样品腔的下方呈梯形凸台结构，所述中间腔体位于所述梯形凸台上。

所述成像芯片的上表面与一个或多个所述样品腔的下表面贴合，该贴合是指所成像芯片的上表面与所述样品腔的下表面无间隙的结合，例如采用或不采用粘合剂的粘合；

也可以是指，在结构上所述样品腔与所述成像芯片一体成型，上述结构具体而言是指，所述样品腔没有一个单独的封闭底板结构，其用于容纳样品的封闭底板由所述成像芯片来实现；

所述微流控芯片可由一个样品腔和一个成像芯片贴合组成单通道，也可以有多个样品腔和一个更大像素规模的成像芯片贴合组成多通道。

对上述基础方案优选，所述成像芯片的探测器阵列采用半浮栅晶体管阵列、复合介质栅光敏探测器阵列、基于复合介质栅的双器件光敏探测单元阵列或分裂栅型MOSFET成像探测器阵列中的一种。

所述半浮栅晶体管，例如，可以是文献(Wang P,Lin X,Liu L,et al.A semi-floating gate transistor for low-voltage ultrafast memory and sensingoperation.[J].Science(New York,N.Y.),2013,341(6146):640-643.)所述半浮栅晶体管结构，也可以是中国专利CN201410201614.6所述的半浮栅晶体管结构，包括半导体衬底(P型)；半导体衬底中通过离子注入形成N+型源极，通过两步离子注入形成大的N型漏极；半导体衬底上方依次设有底层介质，半浮栅，顶层介质，控制栅，底层介质中间通过刻蚀形成一个槽，使得半浮栅与漏极直接接触。相较传统的浮栅晶体管的擦写操作是通过外加高电压来控制电子隧穿过绝缘介质层，半浮栅晶体管采用了硅体内TFET的量子隧穿效应、以及采用PN结二极管来替代传统的氧化硅数据擦写窗口。

所述复合介质栅光敏探测器，例如，可以是中国专利CN200910024504.6所述的光敏复合介质栅MOSFET探测器。该光敏探测器包括：半导体衬底(P型)；半导体衬底正上方依次设有底层绝缘介质，光电子存储层，顶层绝缘介质，控制栅；半导体衬底中(靠近叠层介质两侧)通过离子注入掺杂形成N型源极和漏极。通过在控制栅极加一个大于阈值电压的栅极电压，源极和漏极之间电压差为0，P型衬底和源端设置一个大的电压差在衬底上产生相对宽的耗尽区，这样衬底中产生的冷的电子在耗尽区中电场的作用下向着栅极方向加速获得能量，这个能量大于衬底和底层介质之间的势垒时电子直接越过这个势垒进入到底层介质，并且在底层介质电场的作用下以很高的速度向着栅极方向运动，产生栅极的注入电流。

所述基于复合介质栅的双器件光敏探测单元，例如，可以是中国专利CN201610592997.3所述的基于复合介质栅的双器件光敏探测单元。该光敏探测单元包括具有感光功能的复合介质栅MOS-C部分和具有读取信息功能的复合介质栅MOSFET部分，且这两部分形成在同一P型半导体衬底的上方；所述复合介质栅MOS-C部分包括在P型半导体衬底上方依次叠设的电荷耦合层、第一顶层介质层和第一控制栅极，其中，在P型半导体衬底中且电荷耦合层的下方设有N型注入层；所述复合介质栅MOSFET部分包括在所述P型半导体衬底上方依次叠设的底层介质层、所述电荷耦合层、第二顶层介质层和第二控制栅极，其中，在所述P型半导体衬底中且靠近底层介质层的一侧设有N型源极区和N型漏极区，在所述P型半导体衬底中且底层介质层的下方设有阈值调节注入区；所述P型半导体衬底中，N型注入层与N型源极区、N型漏极区之间通过设置浅槽隔离区和P+型注入区隔开。工作时：控制栅极加0偏压，衬底加负偏压脉冲，在衬底中形成耗尽层，当光入射到耗尽层中光子被半导体吸收时，产生光电子，光电子在栅极电压的驱使下移动到衬底和栅氧界面处，在该界面处聚集，使得读取晶体管阈值电压变化，以此表征光电子数目，将光信号转化成可量化的电信号。

所述分裂栅型MOSFET成像探测器，例如，可以是中国专利CN201210349285.0所述的分裂栅型MOSFET成像探测器。该成像探测器的结构包括：在衬底P型半导体材料正上方分别设有两层绝缘介质材料和控制栅极，两层绝缘介质材料之间设有光电子存储层。控制栅极面或衬底层至少有一处为对探测器探测波长范围内的光透明或半透明的窗口。衬底P型半导体材料上方浮栅MOSFET的两侧设有选择栅极，选择栅极与衬底之间设有绝缘介质层，绝缘介质层材料和厚度与底层绝缘介质层相同。两个选择栅极所控制的衬底的外围P型衬底上设有N型半导体区，构成分裂栅MOSFET的源极和漏极。两个选择栅极设在浮栅MOSFET的两侧，且选择栅极与控制栅极和光电子存储层之间用绝缘介质材料隔开，且将控制栅极所控制的衬底与成像探测器的源极和漏极隔开。与控制栅极接触的第二层绝缘介质层是阻止光电子存储层中存储的电荷流失到控制栅极的材料，与衬底P型半导体材料接触的第一层绝缘介质层即底层介质，有效隔离控制栅极控制下的衬底沟道与光电子存储层，在栅极电压足够高或入射光子能量较高时，把所述沟道中的电子扫入光电子存储层。在控制栅极加正偏压脉冲，在P型半导体衬底上加负偏压脉冲，同时在两个选择栅极上加一个负偏压脉冲，这样在控制栅极控制下的P型半导体衬底中形成一个耗尽层，当光入射到耗尽层中光子被半导体吸收时，就会产生光电子，光电子在栅极电压的驱使下移动到沟道和底层绝缘层的界面处。由于两个选择栅极施加了一个负偏压，这样就在选择栅极控制的P型半导体衬底中形成了一个高电子势垒，这个高电子势垒将控制栅极控制下的衬底与N型源极和漏极有效的隔离开，保证了衬底耗尽层中收集的光电子不会向源极和漏极方向流失，同时源极和漏极中的电子也受到这个高势垒的阻碍不得进入衬底耗尽层中。当控制栅极所加正偏压足够大时，衬底耗尽层中收集的光电子将通过F-N隧穿的方式进入光电子存储层；如果入射光子能量足够高，大于半导体与底层绝缘介质层的禁带宽度，光电子将可以通过直接隧穿的方式进入光电子存储层。在搜集光电子阶段，源极和漏极可以适当施加大小合适的正偏压，或者直接浮空。

优选的，所述成像芯片的单个探测器单元尺寸≤1μm，探测器阵列规模≥1千万，用以保证液基细胞样品显微成像时的大视场和高分辨率。

优选的，所述中间腔体的厚度在50～200μm之间。

优选的，所述样品腔的上表面至其下表面的厚度≥1mm。

优选的，所述梯形凸台的顶角的角度在90～180°之间，所述梯形凸台的厚度≥200μm。

优选的，所述中间腔体的形状为椭圆形、圆形、矩形或者圆角平行四边形。

优选的，所述样品腔呈完全透明状，其材料质地为透明玻璃或透明的有机聚合物制成。

优选的，所述液基细胞样品选自哺乳动物的尿液、粪便稀释液、胸腹水、脑脊液、痰液或气管粘液中的脱落细胞，或者是哺乳动物的口腔、胃黏膜、子宫颈刮片的脱落细胞，或者是哺乳动物的血液中的血细胞、循环肿瘤细胞中的一种。

优选的，所述哺乳动物是指人类。

优选的，所述液基细胞样品选自哺乳动物的尿液、粪便稀释液、胸腹水、脑脊液、痰液或气管粘液中的脱落细胞，或者是哺乳动物的口腔、胃黏膜、子宫颈刮片的脱落细胞，或者是哺乳动物的血液中的血细胞、循环肿瘤细胞中经染色之后的一种。

优选的，所述液基细胞样品选自哺乳动物的尿液、粪便稀释液、胸腹水、脑脊液、痰液或气管粘液中的脱落细胞，或者是哺乳动物的口腔、胃黏膜、子宫颈刮片的脱落细胞，或者是哺乳动物的血液中的血细胞、循环肿瘤细胞中先经荧光素酶基因标记再与荧光素底物混合之后的一种。

本发明基于上述装置的液基细胞样品显微成像方法，包括如下步骤：

(1)将所述成像芯片与现有的图像处理模块连接，所述图像处理模块用于对成像芯片接收的待检测样品的图像数据进行处理；

(2)取待检测液基细胞样品的稀释液，通过入液口注入中间腔体内；

(3)打开显微成像装置正上方的LED光源或者盖上遮光罩，成像芯片开始记录细胞样品的投影显微图像，得到全视野的液基细胞样品显微图像。

盖上遮光罩的目的在于利于自发荧光的样品成像，用于隔离整个装置和周围环境光，为成像过程提供一个黑暗的环境。遮光罩可为不透光的壳形结构，需与其下方的显微成像装置契合形成不透光的环境，所述遮光罩材料可以是不透光的塑料、不透光的金属以及不透光的其他高分子材料等。

图像处理模块接收待检测样品的自发荧光图像之后，通过相关图像处理算法去除和抑制自发荧光图像中的噪声，以及对成像效果较差的图像数据，如自发荧光信号较弱、边缘模糊、低信噪比的图像数据进行图像增强、伪彩色着色和图像分割等处理。

所涉图像处理模块还可以与具有图像分析与显示模块连接，所述图像分析与显示模块用于接收处理完成的图像数据进行下一步的交互式分析以及显示最终成像结果；所述交互式分析包括对图像进行删除、缩小、放大、旋转、特定区域选取和目标标注。

所述图像处理模块或者图像分析与显示模块还可以具有图像存储模块，用于建立图像数据库，储存经过图像处理模块之后的图像数据和经过图像分析与显示模块交互式分析之后的分析结果和图像数据。所述图像存储模块包含有数据库，所述数据库可以在本地存储，也可以是云端的服务器存储；所述图像存储模块将经过图像处理模块处理之后的数据和经过图像分析与显示模块之后的分析结果或图像数据保存进本地数据库或通过网络上传至云端服务器，并能对数据库内的图像数据进行搜索查询、添加或删除、修改和备份。

本发明技术方案的有益效果在于：

(1)相比传统的光学显微镜，本发明中的显微成像装置可取代传统的手工制作载玻片方式，直接利用图像采集芯片的感光区域记录液基细胞样品的显微成像结果，简化了检测分析的操作步骤，并且可以避免由于检测人员制作载玻片经验不足导致的检测结果不准确；

(2)通过图像采集芯片的感光区域，无需使用光学透镜放大就可以直接采集到全视野的高分辨率显微图像，相比于现有技术中通过显微镜物镜的位移抽取几个视野抽样显微观测，本发明中的显微成像具有更高的准确率及稳定性；

(3)将图像采集芯片的感光区域设置于载物平台的凹陷部，并设计一个具有突出部的样品装载容器，将其突出部卡嵌于载物平台的凹陷部内，使得样品装载容器的下表面贴合图像采集芯片的感光区域，缩短了图像采集芯片的感光区域与液基细胞样品之间的距离，使得图像采集芯片的感光区域更贴近液基细胞样品，从而提高了显微图像的质量。

附图说明

参考所附附图，以更加充分地描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1为本发明实施例中的显微成像装置的整体结构示意图；

图2为本发明实施例中的样品装载容器于第一观测角度的结构示意图；

图3为本发明实施例中的样品装载容器于第二观测角度的结构示意图；

图4为本发明实施例中的样品装载容器的侧视图；

图5为本发明实施例中的样品装载容器的俯视图；

图6为本发明实施例中的图像采集芯片的感光区域的探测器阵列的结构示意图；

图7为本发明实施例中的半浮栅晶体管的结构示意图；

图8为本发明实施例中的复合介质栅光敏探测器的结构示意图；

图9为本发明实施例中基于复合介质栅的双器件光敏探测单元的第一类结构；

图10为本发明实施例中基于复合介质栅的双器件光敏探测单元的第二类结构；

图11为本发明实施例中基于复合介质栅的双器件光敏探测单元的第三类结构；

图12为本发明实施例中基于复合介质栅的双器件光敏探测单元的第四类结构；

图13为本发明实施例中的分裂栅型MOSFET成像探测器的结构示意图；

图14为本发明实施例中的具有两个样品装载容器的显微成像装置的结构示意图；

图15为利用本发明实施例中的显微成像装置及显微成像方法采集到的人体血液样本稀释液的显微成像结果；

图16为现有技术中的图像采集芯片的感光区域的引脚封装的结构示意图；

图17为本发明实施例中的图像采集芯片的感光区域的引脚封装的结构示意图；

图18为本发明实施例中的显微成像方法的步骤流程图；

图19为本发明实施例五中的微流控芯片的整体结构示意图；

图20为本发明实施例五中的微流控芯片于第一观测角度的结构示意图；

图21为本发明实施例五中的微流控芯片于第二观测角度的结构示意图；

图22为本发明实施例五中的微流控芯片的侧视图；

图23为本发明实施例五中的微流控芯片的俯视图；

图24为本发明实施例六中的微流控芯片的整体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

实施例一

本发明第一实施例提供一种液基细胞样品的显微成像装置，如图1所示，包括：

一图像采集芯片的感光区域1，用于采集一液基细胞样品的图像信息；

至少一个样品装载容器2，设置于图像采集芯片的感光区域1上，且样品装载容器2的下表面与图像采集芯片的感光区域1的上表面贴合，样品装载容器2的下表面为透明状，样品装载容器2用于装载液基细胞样品；

每个样品装载容器2包括：

一中空腔体20；

两个通孔21，两个通孔对称设置于样品装载容器2的两侧，并分别与中空腔体20的两端连通，两个通孔21的位置高于样品装载容器2的下表面，分别用于输入和输出液基细胞样品。

具体地，在本实施例中，如图1所示，显微成像装置包括一个图像采集芯片的感光区域1和一个样品装载容器2，样品装载容器2的下表面与图像采集芯片的感光区域1的上表面完全贴合，并且样品装载容器2的下表面与图像采集芯片的感光区域1的形状及尺寸适配，样品装载容器2的底部呈完全透明的状态，使得样品装载容器2底部的液基细胞样品能够完全暴露于图像采集芯片的感光区域1的采集范围内，从而实现全视野的显微观测和分析，同时，由于样品装载容器2的下表面与图像采集芯片的感光区域1的上表面完全贴合，缩短了两者之间的距离，减少光线折射对成像结果的影响，有效地提升了采集图像的质量。

具体地，样品装载容器2包括两个通孔21，其中位于一侧的第一通孔21A用于注入液基细胞样品，在完成对液基细胞样品的图像采集及分析后，再通过另一侧的第二通孔21B将液基细胞样品从样品装载容器2内输出。此外，由于通孔21与图像采集芯片的感光区域1平行设置，在对样品装载容器2进行清洗时，也可以通过其中一侧的通孔输入清洗液，再通过另一侧的通孔将清洗液排放出，有利于清洗液的排放。

作为优选的实施方式，如图1所示，显微成像装置包括一载物平台3，载物平台3的上表面具有一凹陷部30，图像采集芯片的感光区域1设置于凹陷部30；

样品装载容器2朝向图像采集芯片的感光区域1的一面具有一突出部22，突出部22的底部与凹陷部30的尺寸适配，以使突出部22卡嵌于凹陷部30内，且突出部22的下表面与图像采集芯片的感光区域1贴合。

具体地，在本实施例中，如图1所示，载物平台3的上表面具有凹陷部30，图像采集芯片的感光区域1设置于凹陷部30，凹陷部30的形状和尺寸与图像采集芯片的感光区域1适配，使得图像采集芯片的感光区域1能够刚好卡合于凹陷部30，具有加强固定的作用。如图5所示，凹槽部30为矩形状，其四周用于封装图像采集芯片的感光区域1的引脚。

需要说明的是，载物平台3为一整块图像采集芯片，由于图像采集芯片在封装时，需要使用封装胶将管壳封装固定于图像采集芯片的外围区域，这样的封装方式使得图像采集芯片的外围区域凸起，从而形成了这样的一个凹陷部30。图像采集芯片的感光区域位于凹陷部30，从而造成现有技术中样品腔的底部无法直接与感光区域接触的问题。

具体地，如图2和3所示，本实施例中的样品装载容器2具有突出部22，突出部22呈倒梯形状，突出部22的形状和尺寸也和图像采集芯片的感光区域1适配，使得突出部22卡嵌于凹陷部30内，从而使得突出部22的下表面与图像采集芯片的感光区域1的上表面贴合，从而缩短两者之间的距离，提高成像质量。

需要说明的是，在本实施例中，可以将突出部22的底部设计为透明状，也可以将样品装载容器2设计为完全透明状，透明部位可采用透明玻璃或透明的有机聚合物制成。优选为K9光学玻璃制成，K9玻璃是一种性能优异的光学材料，主要用于光学镀膜等领域，其透光度、折光效果、硬度和质感远高于树脂料。

作为优选的实施方式，样品装载容器的厚度不小于1mm，本实施例中优选为5mm；

中空腔体20的厚度为50～200μm，本实施例中优选为120μm；

突出部22的厚度不小于200μm，本实施例中优选为350μm；

突出部22的顶角的角度为90°～180°之间，本实施例中优选为120°。

作为优选的实施方式，如图6所示，图像采集芯片的感光区域1包括复数个探测器单元10组成的探测器阵列，探测器单元10的数量不小于1千万，每个探测器单元10的尺寸不大于1μm。

具体地，图像采集芯片的感光区域的单个探测器单元的尺寸优选为0.9μm，探测器单元的数量优选为1.4千万，用以保证液基细胞样品显微成像时的全视野和高分辨率。

作为优选的实施方式，探测器单元10可以采用半浮栅晶体管或复合介质栅光敏探测器或基于复合介质栅的双器件光敏探测单元或分裂栅型MOSFET成像探测器；

具体地，当探测器单元采用半浮栅晶体管时，可以采用文献(Wang P,Lin X,LiuL,et al.A semi-floating gate transistor for low-voltage ultrafast memory andsensing operation.[J].Science(New York,N.Y.),2013,341(6146):640-643.)中公开的半浮栅晶体管结构，也可以采用中国专利CN201410201614.6的半浮栅晶体管结构，其包括P型的半导体衬底，半导体衬底中通过离子注入形成N+型源极，通过两步离子注入形成大的N+型漏极。如图7所示，半导体衬底上方依次设有底层介质、半浮栅、顶层介质以及控制栅，底层介质层覆盖于P型衬底的上表面，并设置于源极和漏极之间，半浮栅层覆盖于底层介质层的上表面，并且底层介质层的中间位置通过刻蚀形成一个凹槽，使得半浮栅层与漏极直接接触。传统的浮栅晶体管的擦写操作是通过外加高电压来控制电子隧穿过绝缘介质层，而半浮栅晶体管采用了硅体内TFET的量子隧穿效应以及采用PN结二极管来替代传统的氧化硅数据擦写窗口。

具体地，当探测器单元10采用复合介质栅光敏探测器时，可以采用中国专利CN200910024504.6公开的光敏复合介质栅MOSFET探测器。如图8所示，该光敏探测器包括一个P型半导体衬底，半导体衬底的正上方依次设有底层介质层、电荷存储层、顶层介质层以及控制栅层，半导体衬底中通过离子注入掺杂形成N型源极和漏极，并且源极和漏极分别设置于底层介质层的两侧。通过在控制栅施加一个大于阈值电压的栅极电压，源极和漏极之间电压差为0，P型衬底和源端设置一个大的电压差在衬底上产生相对宽的耗尽区，这样衬底中产生的冷的电子在耗尽区中电场的作用下向着栅极方向加速获得能量，当这个能量大于衬底和底层介质层之间的势垒时，电子直接越过这个势垒进入到底层介质层，并且在底层介质层电场的作用下以很高的速度向着栅极方向运动，产生栅极的注入电流。

具体地，当探测器单元采用基于复合介质栅的双器件光敏探测单元时，具体可以采用中国专利CN201610592997.3公开的基于复合介质栅的双器件光敏探测单元，如图11和图12所示，双器件光敏探测单元包括感光控制栅和读取控制栅，分别具有感光功能和读取信息功能。该双器件光敏探测单元包括复合介质栅MOS-C和复合介质栅MOSFET两个部分，且这两个部分形成于同一P型半导体衬底的上方，复合介质栅MOS-C部分用于感光，复合介质栅MOSFET部分用于读取信息。如图9所示，复合介质栅MOS-C部分包括在P型半导体衬底上方依次叠设的电荷耦合层、顶层介质层和控制栅，其中，在P型半导体衬底中设有N型注入层；如图10所示，N型注入层设置于电荷耦合层的下方，并与电荷耦合层接触，复合介质栅MOSFET部分包括在P型半导体衬底上方依次叠设的底层介质层、电荷耦合层、顶层介质层和控制栅，在底层介质层的下方的衬底内设有阈值调节注入区；P型半导体衬底中，N型注入层与N型源极区、N型漏极区之间通过设置浅槽隔离区和P+型注入区隔开。在双器件光敏探测单元工作时，控制栅施加0偏压，衬底加负偏压脉冲，在衬底中形成耗尽层，当光入射到耗尽层中光子被半导体吸收时，产生光电子，光电子在栅极电压的驱使下移动到衬底和栅氧界面处，在该界面处聚集，使得读取晶体管阈值电压变化，以此表征光电子数目，将光信号转化成可量化的电信号。

具体地，探测器单元还可以采用分裂栅型MOSFET成像探测器，例如中国专利CN201210349285.0公开的分裂栅型MOSFET成像探测器。如图13所示，该成像探测器的结构包括一个P型的半导体衬底，衬底上方分别设有两层绝缘介质材料和控制栅，底层介质层和顶层介质层之间设有电荷存储层。控制栅或衬底至少有一处设有透明或半透明的窗口，以使探测器探测波长范围内的光线。控制栅的两侧分别设有一个选择栅，选择栅与衬底之间设有一底层介质层，选择栅底部的绝缘介质层材料和厚度与控制栅底部的底层介质层相同。两个选择栅所控制的衬底的外围P型衬底上设有N型半导体区，构成分裂栅MOSFET的源极和漏极。两个选择栅设在控制栅的两侧，且选择栅、控制栅和电荷存储层之间用绝缘介质材料隔开，且将控制栅所控制的衬底与成像探测器的源极和漏极隔开。与控制栅接触的顶层介质层是阻止电荷存储层中存储的电荷流失到控制栅的材料，与衬底P型半导体材料接触的底层介质层可以有效地隔离控制栅控制下的衬底沟道与电荷存储层，在栅极电压足够高或入射光子能量较高时，把沟道中的电子扫入电荷存储层。在控制栅上施加正偏压脉冲，在衬底上加负偏压脉冲，同时在两个选择栅上加一个负偏压脉冲，这样在控制栅控制下的衬底中形成一个耗尽层，当光入射到耗尽层中光子被半导体吸收时，就会产生光电子，光电子在栅极电压的驱使下移动到沟道和底层介质层的界面处。由于两个选择栅施加了一个负偏压，这样就在选择栅控制的衬底中形成了一个高电子势垒，这个高电子势垒将控制栅控制下的衬底与N型源极和漏极有效地隔离开，保证了衬底耗尽层中收集的光电子不会向源极和漏极方向流失，同时源极和漏极中的电子也受到这个高势垒的阻碍不得进入衬底耗尽层中。当控制栅所施加正偏压足够大时，衬底耗尽层中收集的光电子将通过F-N隧穿的方式进入电荷存储层；如果入射光子能量足够高，大于半导体与底层介质层的禁带宽度，光电子将可以通过直接隧穿的方式进入电荷存储层。在搜集光电子阶段，源极和漏极可以适当施加大小合适的正偏压，或者直接浮空。

作为优选的实施方式，显微成像装置还包括：

一LED光源，设置于显微成像装置上；

一图像处理器，图像采集芯片的感光区域通过复数个引脚与图像处理器的输入端连接，图像处理器用于对采集的图像信息进行处理；

一显示器，显示器的输入端与图像处理器的输出端连接，用于显示处理后的图像信息。

具体地，在本实施例中，在进行明场拍照时，需要使用LED光源提高液基细胞样品所处环境的亮度，光源照射到液基细胞样品后产生投影并被感光区域记录下来，以使图像采集芯片的感光区域采集到的显微图像更为清晰。

需要说明的是，当仅仅样品装载容器的下表面呈透明状时，LED光源设置于样品装载容器的内部，以使LED光源产生的光线能够照射到液基细胞样品上；当样品装载容器整体呈完全透明状时，LED光源设置于样品装载容器的上方，LED光源产生的光线透过样品装载容器照射到液基细胞样品上。

作为优选的实施方式，显微成像装置还包括：

一LED光源，设置于显微成像装置上；

一遮光罩，与LED光源的尺寸适配，同时遮光罩的尺寸与样品装载容器的尺寸适配，以使遮光罩能够包裹样品装载容器；

一图像处理器，图像采集芯片的感光区域通过复数个引脚与图像处理器的输入端连接，图像处理器用于对采集的图像信息进行处理；

一显示器，显示器的输入端与图像处理器的输出端连接，用于显示处理后的图像信息。

具体地，在进行暗场拍照时，不需要开启LED光源。在将液基细胞样品注入样品装载容器之前，可以先使用荧光素酶基因对其进行标记，再将标记后的液基细胞样品与荧光素底物混合后注入样品装载容器。然后使用遮光罩包裹整个样品装载容器，使其与环境光线隔离，处于完全黑暗的环境下，其目的在于使用液基细胞样品自发的荧光的成像。遮光罩材料可以优选为不透光的塑料或不透光的金属或不透光的其他高分子材料等。

具体地，在图像处理器接收液基细胞样品的自发荧光形成的显微图像后，通过内部预设的图像处理算法去除或抑制显微图像中的噪声，以及对成像效果较差的图像数据进行优化处理，例如，对荧光信号较弱的图像数据进行图像增强处理，对边缘模糊的图像数据进行伪彩色着色处理，对低信噪比的图像数据进行图像分割处理等。

具体地，图像处理器还可以连接显示器，显示器用于接收图像处理器处理后的图像数据，并显示最终的显微成像结果，并可以根据显示器的显示的成像结果，对显微图像进行删除、缩小、放大、旋转、特定区域选取和目标标注等操作，便于检测人员对液基细胞样品进行进一步的观测和分析。

具体地，图像处理器或显示器还可以设置一个图像存储器，用于建立图像数据库，储存经过图像处理器之后的图像数据和分析结果。图像存储器包含有数据库，图像数据可以保存在本地数据库，也可以通过网络上传至云端服务器，并能对数据库内的图像数据进行搜索查询、添加、删除、修改以及备份等操作，以便于工作人员后续的数据管理。

实施例二

本发明第二实施例提供一种液基细胞样品的显微成像装置，如图1所示，包括：

一图像采集芯片的感光区域1，用于采集一液基细胞样品的图像信息；

至少一个样品装载容器2，设置于图像采集芯片的感光区域1上，且样品装载容器2的下表面与图像采集芯片的感光区域1的上表面贴合，样品装载容器2的下表面为透明状，样品装载容器2用于装载液基细胞样品；

每个样品装载容器2包括：

一中空腔体20；

两个通孔21，两个通孔对称设置于样品装载容器2的两侧，并分别与中空腔体20的两端连通，两个通孔21的位置高于样品装载容器2的下表面，分别用于输入和输出液基细胞样品；

一载物平台3，载物平台3的上表面具有一凹陷部30，图像采集芯片的感光区域1设置于凹陷部30；

样品装载容器2朝向图像采集芯片的感光区域1的一面具有一突出部22，突出部22的底部与凹陷部30的尺寸适配，以使突出部22卡嵌于凹陷部30内，且突出部22的下表面与图像采集芯片的感光区域1贴合；

如图17所示，图像采集芯片的感光区域1包括复数个引脚11，引脚11分别从凹陷部30的两侧引出。

具体地，图像采集芯片的感光区域1’包括复数个引脚11’，用于连接图像处理器等外部设备，如图16所示，在现有技术中，图像采集芯片的感光区域1’的引脚11’从图像采集芯片的感光区域1’的两侧引出，在对引脚进行封装后，封装后的引脚的上表面与图16所示的样品装载容器2’的下表面齐平，导致样品装载容器2’与图像采集芯片的感光区域1’之间具有一定的间隙，从而导致采集的显微图像的质量较差。

进一步地，针对上述技术问题，本实施例中提出了一种新型的引脚封装结构，如图4所示，由于本实施例中的样品装载容器2具有突出部22，且突出部22呈倒梯形状，使得突出部22的两侧保留一定的空间，可以将引脚11从两侧的空间引出，在后续对引脚11进行封装后，即使封装后的引脚与样品装载容器2’的下表面齐平也不会对图像采集造成影响。

实施例三

本发明第三实施例提供一种液基细胞样品的显微成像装置，如图14所示，包括：

一图像采集芯片的感光区域1，用于采集一液基细胞样品的图像信息；

两个样品装载容器2，设置于图像采集芯片的感光区域1上，且每个样品装载容器2的下表面与图像采集芯片的感光区域1的上表面贴合，样品装载容器2的下表面为透明状，样品装载容器2用于装载液基细胞样品；

每个样品装载容器2包括：

一中空腔体20；

两个通孔21，两个通孔对称设置于样品装载容器2的两侧，并分别与中空腔体20的两端连通，两个通孔21的位置高于样品装载容器2的下表面，分别用于输入和输出液基细胞样品；

一载物平台3，载物平台3的上表面具有一凹陷部30，图像采集芯片的感光区域1设置于凹陷部30；

样品装载容器2朝向图像采集芯片的感光区域1的一面具有一突出部22，突出部22的底部与凹陷部30的尺寸适配，以使突出部22卡嵌于凹陷部30内，且突出部22的下表面与图像采集芯片的感光区域1贴合；

两个样品装载容器2并列设置于载物平台3的凹陷部30。

具体地，如图14所示，两个样品装载容器2并联设置，可以采用一个图像采集芯片的感光区域1同时对两个样品装载容器2内的液基细胞样品进行检测；也可以在凹陷部30底部设置两块图像采集芯片的感光区域1，分别对两个样品装载容器2内的液基细胞样品进行检测。

需要说明的是，本实施例中设置两个并列的样品装载容器2仅为一种较优的实施例，还可以根据实际需要设置更多的样品装载容器和/或设置更多的图像采集芯片的感光区域1，样品装载容器2和图像采集芯片的感光区域1的数量并不能作为对本发明的限定。

实施例四

本发明第四实施例提供一种液基细胞样品的显微成像方法，应用于上述任一实施例中的显微成像装置，如图18所示，具体包括以下步骤：

步骤S1，对液基细胞样品进行稀释以形成一稀释液，并通过样品装载容器的其中一个通孔注入中空腔体内；

步骤S2，使用图像采集芯片的感光区域对中空腔体内的稀释液进行图像采集，以形成图像信息；

步骤S3，图像处理器对图像信息进行优化处理；

步骤S4，将优化处理后的图像信息通过显示器进行显示。

具体地，在本实施例中，如图1所示，显微成像装置包括一个图像采集芯片的感光区域1和一个样品装载容器2，样品装载容器2的下表面与图像采集芯片的感光区域1的上表面完全贴合，并且样品装载容器2的下表面与图像采集芯片的感光区域1的形状及尺寸适配，样品装载容器2的底部呈完全透明的状态，使得样品装载容器2底部的液基细胞样品能够完全暴露于图像采集芯片的感光区域1的采集范围内，从而实现全视野的显微观测和分析，同时，由于样品装载容器2的下表面与图像采集芯片的感光区域1的上表面完全贴合，缩短了两者之间的距离，以便于在后续图像采集过程中，减少光线折射对显微成像结果的影响，有效地提升了采集图像的质量。

具体地，本实施例中的液基细胞样品为哺乳动物的尿液或粪便稀释液或胸腹水或脑脊液或痰液或气管粘液中的脱落细胞，或者是哺乳动物的口腔或胃黏膜或子宫颈刮片的脱落细胞，或者是哺乳动物的血液中的血细胞或循环肿瘤细胞。

进一步地，本实施例中的液基细胞样品优选为人体血液。首先，取适量人体血液样本，对人体血液进行稀释，再将稀释液通过一侧的通孔21注入中空腔体20内，在稀释液填满样品装载容器的底部后，使用图像采集芯片的感光区域1开始采集液基细胞样品的显微图像。

作为优选的实施方式，可以在图像采集芯片的感光区域1的正上方预先设置一个LED光源，在进行明场拍照时，在稀释液填满样品装载容器的底部后，打开LED光源，使用图像采集芯片的感光区域1开始采集液基细胞样品的显微图像，如图15所示为人体血液样本稀释液的显微成像结果，通过上述显微成像方法可以得到全视野的显微图像，大量的红细胞清晰可见。

作为优选的实施方式，可以将液基细胞样品进行染色之后注入样品装载容器2内。由于细胞小且无色透明，细胞和背景反差很小，难以看清细胞的形态，更不易识别某些细胞结构，因此，本实施例先对细胞进行染色，借助于颜色的反衬作用，以提高观察细胞不同部位的反差，能更清楚地进行观察和研究。此外，某些染色法还可用于鉴别不同类群的细胞。

作为优选的实施方式，步骤S1还包括：

步骤S11，使用一荧光素酶基因对稀释液进行标记；

步骤S12，将进行标记后的稀释液与一荧光素底物混合。

具体地，在进行暗场拍照时，无需开启LED光源，在将液基细胞样品注入样品装载容器之前，可以先使用荧光素酶基因对其进行标记，再将标记后的液基细胞样品与荧光素底物混合后注入样品装载容器。然后使用遮光罩包裹整个样品装载容器，使其与环境光线隔离，处于完全黑暗的环境下，其目的在于使用液基细胞样品自发的荧光的成像。遮光罩材料可以优选为不透光的塑料或不透光的金属或不透光的其他高分子材料等。

作为优选的实施方式，在步骤S2中，在进行图像采集之前，采用一遮光罩密封样品装载容器，以在黑暗环境下进行图像采集。

具体地，在图像处理器接收液基细胞样品的自发荧光形成的显微图像后，通过内部预设的图像处理算法去除或抑制显微图像中的噪声，以及对成像效果较差的图像数据进行优化处理，例如，对荧光信号较弱的图像数据进行图像增强处理，对边缘模糊的图像数据进行伪彩色着色处理，对低信噪比的图像数据进行图像分割处理等。

实施例五

本发明还提供一种用于液基细胞样品显微成像的微流控芯片，如图19-23所示，包括用于装载液基细胞样品的样品腔100和用于图像采集的成像芯片200，所述成像芯片200的上表面与一个或多个所述样品腔100的下表面贴合，所述样品腔100包括入液口300、中间腔体600和出液口400，所述入液口300和出液口400分别与所述中间腔体600连通，所述样品腔100的下方呈梯形凸台500结构，所述中间腔体600位于所述梯形凸台500上。

所述成像芯片200探测器阵列的结构如图6所示，所述探测器阵列由大量相同的单个探测器单元10组成，所述单个探测器单元10的结构可以是如图7所示的半浮栅晶体管，也可以是如图8所示的复合介质栅光敏探测器，也可以是如图9、图10、图11、图12所示的基于复合介质栅的双器件光敏探测单元，还可以是如图13所示的分裂栅型MOSFET成像探测器。本实施例的成像芯片2采用的探测器阵列为如图9所示的基于复合介质栅的双器件光敏探测单元阵列，所述成像芯片200的单个探测器单元的尺寸等于0.9μm，探测器阵列规模等于1.4千万，用以保证液基细胞样品显微成像时的大视场和高分辨率。

所述中间腔体600的厚度120μm之间。

所述样品腔100的上表面至其下表面的厚度5mm。

所述梯形凸台500的顶角的角度120°，所述梯形凸台500的厚度350μm。

所述中间腔体600呈矩形。

所述样品腔100呈完全透明状，由K9光学玻璃制成。

下面简单描述一下利用本实施例的显微成像的装置得到的液基细胞样品的显微成像过程：

首先，取适量人体血液样本的稀释液，通过入液口300注入中间腔体600内；

然后，打开微流控芯片正上方的LED光源，成像芯片200开始记录细胞样品的投影显微图像，即可得到人体血液样本稀释液的显微成像结果，可以得到全视野的显微图像，大量的红细胞清晰可见。

实施例六

一种用于液基细胞样品显微成像的微流控芯片，如图20-24所示，包括用于装载液基细胞样品的样品腔100和用于图像采集的成像芯片200，所述成像芯片200的上表面与一个或多个所述样品腔100的下表面贴合，所述样品腔100包括入液口300、中间腔体600和出液口400，所述入液口300和出液口400分别与所述中间腔体600连通，所述样品腔100的下方呈梯形凸台500结构，所述中间腔体600位于所述梯形凸台500上。

所述成像芯片200探测器阵列的结构如图6所示，所述探测器阵列由大量相同的单个探测器单元10组成，所述单个探测器单元10的结构可以是如图7所示的半浮栅晶体管，也可以是如图8所示的复合介质栅光敏探测器，也可以是如图9、图10、图11、图12所示的基于复合介质栅的双器件光敏探测单元，还可以是如图13所示的分裂栅型MOSFET成像探测器。本实施例的成像芯片200采用的探测器阵列为如图9所示的基于复合介质栅的双器件光敏探测单元阵列，所述成像芯片200的单个探测器单元的尺寸等于1μm，探测器阵列规模等于1.8千万，用以保证液基细胞样品显微成像时的大视场和高分辨率。

所述中间腔体600的厚度170μm。

所述样品腔100的上表面至其下表面的厚度10mm。

所述梯形凸台500的顶角的角度150°，所述梯形凸台500的厚度500μm。

所述中间腔体600呈圆角平行四边形。

所述样品腔100呈完全透明状，由K9光学玻璃制成。

下面简单描述一下利用本实施例的显微成像的装置得到的液基细胞样品的显微成像过程：

首先，将荧光素酶基因标记的人体循环肿瘤细胞与荧光素底物混合得到自发荧光的样品溶液；

其次，取适量自发荧光的人体循环肿瘤细胞样品溶液的稀释液，通过入液口300注入中间腔体600内；

然后，盖上遮光罩，用于将整个显微成像装置与周围环境的光隔离，为成像过程提供一个黑暗的环境，成像芯片则开始记录该自发荧光细胞样品的投影显微图像，可以得到全视野的显微图像。

上述实施例仅是本发明的较优实施方式，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修饰、修改及替代变化，均属于本发明技术方案的范围内。

本发明技术方案的有益效果在于：

(1)相比传统的光学显微镜，本发明中的显微成像装置可取代传统的手工制作载玻片方式，直接利用图像采集芯片的感光区域记录液基细胞样品的显微成像结果，简化了检测分析的操作步骤，并且可以避免由于检测人员制作载玻片经验不足导致的检测结果不准确；

(2)通过图像采集芯片的感光区域，无需使用光学透镜放大就可以直接采集到全视野的高分辨率显微图像，相比于现有技术中通过显微镜物镜的位移抽取几个视野抽样显微观测，本发明中的显微成像具有更高的准确率及稳定性；

(3)将图像采集芯片的感光区域设置于载物平台的凹陷部，并设计一个具有突出部的样品装载容器，将其突出部卡嵌于载物平台的凹陷部内，使得样品装载容器的下表面贴合图像采集芯片的感光区域，缩短了图像采集芯片的感光区域与液基细胞样品之间的距离，使得图像采集芯片的感光区域更贴近液基细胞样品，从而提高了显微图像的质量。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (36)

1.一种液基细胞样品的显微成像装置，其特征在于，包括：

一图像采集芯片的感光区域，用于采集一液基细胞样品的图像信息；

至少一个样品装载容器，设置于所述图像采集芯片的感光区域上，且所述样品装载容器的下表面与所述图像采集芯片的感光区域的上表面贴合，所述样品装载容器的下表面为透明状，所述样品装载容器用于装载所述液基细胞样品；

每个所述样品装载容器包括：

一中空腔体；

两个通孔，两个所述通孔对称设置于所述样品装载容器的两侧，并分别与所述中空腔体的两端连通，两个所述通孔的位置高于所述样品装载容器的下表面，分别用于输入和输出所述液基细胞样品。

2.根据权利要求1所述的显微成像装置，其特征在于，包括一载物平台，所述载物平台的上表面具有一凹陷部，所述图像采集芯片的感光区域设置于所述凹陷部。

3.根据权利要求2所述的显微成像装置，其特征在于，所述样品装载容器朝向所述图像采集芯片的感光区域的一面具有一突出部，所述突出部的底部与所述凹陷部的尺寸适配，以使所述突出部卡嵌于所述凹陷部内，且所述突出部的下表面与所述图像采集芯片的感光区域贴合。

4.根据权利要求1所述的显微成像装置，其特征在于，所述突出部为倒梯形。

5.根据权利要求3所述的显微成像装置，其特征在于，两个所述通孔分别高于所述突出部的上表面。

6.根据权利要求1所述的显微成像装置，其特征在于，所述中空腔体的厚度为50～200μm。

7.根据权利要求1所述的显微成像装置，其特征在于，所述样品装载容器的整体呈透明状。

8.根据权利要求3所述的显微成像装置，其特征在于，所述突出部的顶角的角度为90～180°。

9.根据权利要求2所述的显微成像装置，其特征在于，所述突出部的厚度不小于200μm。

10.根据权利要求1所述的显微成像装置，其特征在于，所述中空腔体的形状为椭圆形或圆形或矩形或圆角平行四边形。

11.根据权利要求1所述的显微成像装置，其特征在于，所述样品装载容器采用透明玻璃或透明的有机聚合物制成。

12.根据权利要求1所述的显微成像装置，其特征在于，所述液基细胞样品先经荧光素酶基因标记，再与荧光素底物混合后进入所述样品装载容器。

13.根据权利要求1所述的显微成像装置，其特征在于，所述显微成像装置的上方设有一LED光源。

14.根据权利要求13所述的显微成像装置，其特征在于，所述显微成像装置还包括一遮光罩，与所述LED光源适配，并且所述遮光罩的尺寸与所述样品装载容器的尺寸适配，以使所述遮光罩能够包裹所述样品装载容器。

15.根据权利要求2所述的显微成像装置，其特征在于，所述探测器阵列包括复数个探测器单元，且所述探测器单元的数量不小于1千万。

16.根据权利要求15所述的显微成像装置，其特征在于，每个所述探测器单元的尺寸不大于1μm。

17.根据权利要求2所述的显微成像装置，其特征在于，所述图像采集芯片的感光区域包括复数个引脚，所述引脚分别从所述凹陷部的两侧引出。

18.根据权利要求17所述的显微成像装置，其特征在于，所述显微成像装置还包括一图像处理器，所述图像采集芯片的感光区域通过复数个所述引脚与所述图像处理器的输入端连接，所述图像处理器用于对采集的所述图像信息进行处理。

19.根据权利要求18所述的显微成像装置，其特征在于，所述显微成像装置还包括一显示器，所述显示器的输入端与所述图像处理器的输出端连接，用于显示处理后的所述图像信息。

20.根据权利要求2所述的显微成像装置，其特征在于，所述显微成像装置包括两个所述样品装载容器，两个所述样品装载容器并列设置于所述载物平台的所述凹陷部。

21.一种液基细胞样品的显微成像方法，其特征在于应用于如权利要求1-20中任一所述的显微成像装置，具体包括以下步骤：

步骤S1，对所述液基细胞样品进行稀释以形成一稀释液，并通过所述样品装载容器的其中一个所述通孔注入所述中空腔体内；

步骤S2，使用所述图像采集芯片的感光区域对所述中空腔体内的所述稀释液进行图像采集，以形成所述图像信息；

步骤S3，所述图像处理器对所述图像信息进行优化处理；

步骤S4，将优化处理后的所述图像信息通过显示器进行显示。

22.根据权利要求21所述的显微成像方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：

步骤S11，使用一荧光素酶基因对所述稀释液进行标记；

步骤S12，将进行标记后的所述稀释液与一荧光素底物混合。

23.根据权利要求21所述的显微成像方法，其特征在于，在所述步骤S2中，在进行所述图像采集之前，采用一遮光罩密封所述样品装载容器，以在黑暗环境下进行所述图像采集。

24.根据权利要求21所述的显微成像方法，其特征在于，所述优化处理包括图像增强处理和/或伪彩色着色处理和/或图像分割处理。

25.一种用于液基细胞样品显微成像的微流控芯片，其特征在于，包括用于装载液基细胞样品的样品腔(100)和用于图像采集的成像芯片(200)，所述成像芯片(200)的上表面与一个或多个所述样品腔(100)的下表面贴合，所述样品腔(100)包括入液口(300)、中间腔体(600)和出液口(400)，所述入液口(300)和出液口(400)分别与所述中间腔体(600)连通，所述样品腔(100)的下方呈梯形凸台(500)结构，所述中间腔体(600)位于所述梯形凸台(500)上。

26.如权利要求25所述的一种用于液基细胞样品显微成像的微流控芯片，其特征在于，所述成像芯片(200)的探测器阵列采用半浮栅晶体管阵列、复合介质栅光敏探测器阵列、基于复合介质栅的双器件光敏探测单元阵列或分裂栅型MOSFET成像探测器阵列中的一种。

27.如权利要求26任意一项所述的一种用于液基细胞样品显微成像的微流控芯片，其特征在于，所述成像芯片(200)的单个探测器单元(10)尺寸≤1μm，探测器阵列规模≥1千万。

28.如权利要求25所述的一种用于液基细胞样品显微成像的微流控芯片，其特征在于，所述中间腔体(600)的厚度在50～200μm之间。

29.如权利要求25所述的一种微流控芯片，其特征在于，所述样品腔(100)的上表面至其下表面的厚度≥1mm。

30.如权利要求25所述的一种用于液基细胞样品显微成像的微流控芯片，其特征在于，所述梯形凸台(500)的顶角的角度在90～180°之间，所述梯形凸台(500)的厚度≥200μm。

31.如权利要求25所述的一种用于液基细胞样品显微成像的微流控芯片，其特征在于，所述中间腔体(600)的形状为椭圆形、圆形、矩形或者圆角平行四边形。

32.如权利要求25所述的一种用于液基细胞样品显微成像的微流控芯片，其特征在于，所述样品腔(100)呈完全透明状，其材料质地为透明玻璃或透明的有机聚合物制成。

33.如权利要求25所述的一种用于液基细胞样品显微成像的微流控芯片，其特征在于，所述液基细胞样品选自哺乳动物的尿液、粪便稀释液、胸腹水、脑脊液、痰液或气管粘液中的脱落细胞，或者是哺乳动物的口腔、胃黏膜、子宫颈刮片的脱落细胞，或者是哺乳动物的血液中的血细胞、循环肿瘤细胞中的一种。

34.如权利要求33所述的一种用于液基细胞样品显微成像的微流控芯片，其特征在于，所述哺乳动物是指人类。

35.如权利要求33所述的一种用于液基细胞样品显微成像的微流控芯片，其特征在于，所述液基细胞样品选自哺乳动物的尿液、粪便稀释液、胸腹水、脑脊液、痰液或气管粘液中的脱落细胞，或者是哺乳动物的口腔、胃黏膜、子宫颈刮片的脱落细胞，或者是哺乳动物的血液中的血细胞、循环肿瘤细胞中经染色之后的一种。

36.如权利要求33所述的一种用于液基细胞样品显微成像的微流控芯片，其特征在于，所述液基细胞样品选自哺乳动物的尿液、粪便稀释液、胸腹水、脑脊液、痰液或气管粘液中的脱落细胞，或者是哺乳动物的口腔、胃黏膜、子宫颈刮片的脱落细胞，或者是哺乳动物的血液中的血细胞、循环肿瘤细胞中先经荧光素酶基因标记再与荧光素底物混合之后的一种。

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