CN112798505A - 一种细胞分析用淋巴细胞计数检测微流控装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种细胞分析用淋巴细胞计数检测微流控装置及方法，包括承载底座、承载柱、承载台、检测臂、升降驱动机构、显微镜、蠕动泵、引流管、检测盘及驱动电路，承载底座上端面与承载柱连接，检测臂和承载台分别通过升降驱动机构与承载柱滑动连接，检测臂前端面与显微镜铰接，承载台上端面设承载槽，检测盘嵌于承载槽内，引流管间后端与蠕动泵连通，前端通过与检测盘连通，蠕动泵与承载底座上端面连接，驱动电路嵌于承载底座内。其使用方法包括设备装配，检测计数及循环计数等三个步骤。本发明系统结构简单，操作简便、通用性好，自动化程度和检测精度高，同时操作维护成本低廉，极大得提高细胞分析作业的工作效率和质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种细胞分析用淋巴细胞计数检测微流控装置及方法，属生物医疗技术领域。
背景技术
目前在对淋巴细胞等细胞进行计数检测机分析中，虽然有各类专用的检测设备，例如专利公开号为CN212293566U，公开日为20210105，专利申请号202020480634.2，专利名称为细胞计数装置；专利公开号为CN207133167U，公开日为20180323，专利申请号201721125910.8，专利名称为一种新型多通道细胞计数仪及多通道细胞计数系统。虽然可以一定程度满足使用的需要，但在使用中，一方面存在设备结构复杂，操作、维护作业成本及劳动强度大；另一方面存在设备检测作业效率及精度相对低下，难以有效满足高效精确检测计数作业的需要。
因此针对这一问题，迫切需要开发一种全新的细胞分析用淋巴细胞计数检测微流控装置及方法，以满足实际使用的需要。
发明内容
为了解决现有技术上的不足，本发明提供一种细胞分析用淋巴细胞计数检测微流控装置及方法。
本发明的一种细胞分析用淋巴细胞计数检测微流控装置，包括承载底座、承载柱、承载台、检测臂、升降驱动机构、显微镜、蠕动泵、引流管、检测盘及驱动电路，所述承载底座上端面与承载柱连接并同轴分布，所述承载柱轴线与水平面垂直分布，且承载柱侧表面均布至少两条升降驱动机构，所述升降驱动机构与承载柱轴线平行分布，所述检测臂和承载台分别通过升降驱动机构与承载柱滑动连接，且检测臂位于承载台上方，所述检测臂前端面通过转台机构与显微镜铰接，所述显微镜光轴与承载台上端面相交并呈30°—90°夹角，所述承载台上端面设横断面呈“凵”字形的承载槽，且所述承载槽位于承载柱同轴分布的闭合环状结构，所述检测盘至少两个，嵌于承载槽内并与承载槽槽底通过连接结构连接，所述引流管为1—4条并环绕承载台轴线均布，所述引流管间相互并联，其后端面分别与蠕动泵连通，前端面均设至少一条毛细导管，并通过毛细导管与检测盘连通，所述蠕动泵与承载底座上端面连接，且蠕动泵与引流管间通过控制阀连通，所述驱动电路嵌于承载底座内，并分别与检测臂、升降驱动机构、显微镜、蠕动泵电气连接；所述的检测盘包括透明承载底座、透明盖板、透明电极板、接线电极及连接管头，其中所述透明承载底座上端面设与透明承载底座同轴分布的样品腔，及与样品腔连通，并分布在样品腔两侧的两条引流通道，所述引流通道对应的透明承载底座侧表面位置均设连接管头，且样品腔通过位于两侧位置的1—2个通过连接管头与毛细导管连通，所述透明盖板包覆在透明承载底座上端面，并与透明承载底座同轴分布，所述透明电极板共两个，并以样品腔为轴线对称分布在透明承载底座侧表面，所述透明电极板与透明承载底座及样品腔轴线平行分布，所述透明电极板均分别与一个接线电极电气连接，并通过接线电极与驱动电路电气连接。
上述透明盖板为横断面呈“S”字形槽状结构，包覆在透明承载底座上端面，且透明承载底座上端面与透明盖板接触面间设弹性衬垫，所述弹性衬垫为与透明盖板同轴分布的环状结构，所述弹性衬垫下端面对应的透明承载底座上端面设承载槽，且弹性衬垫下端面嵌于承载槽内，上端面比透明承载底座上端面高0—5毫米。
上述的透明电极板中，其中一个电极板为正极，另一个电极板为负极，两透明电极板同轴分布，且两透明电极板间电场线与样品腔轴线垂直分布并沿样品腔轴线方向均布。
上述的升降驱动机构通过环形导轨与承载柱外表面滑动连接，所述环形导轨为与承载柱同轴分布的闭合环状结构，并通过滑块与升降驱动机构滑动连接。
上述的蠕动泵与各引流管间通过分流管连通，所述分流管与各引流管及蠕动泵间均通过控制阀连通，所述引流管上另设一个流量流速传感器及压力传感器。
上述的驱动电路为FPGA芯片、DSP及PIC芯片中任意一种为基础的电路系统；所述驱动电路为MOS驱动电路系统，且所述驱动电路另设多路直流稳压电源、电流检测电路及电压检测电路。
上述的显微镜的目镜上另设至少一个CCD摄像机，且所述CCD摄像机与驱动电路电气连接。
上述的细胞分析用淋巴细胞计数检测微流控装置的使用方法，包括如下步骤：
S1，设备装配，首先对承载底座、承载柱、承载台、检测臂、升降驱动机构、显微镜、蠕动泵、引流管、检测盘及驱动电路进行组装作业，将组装后本发明通过承载底座安装在指定工作位置，从而完成本发明定位，最后将本发明的蠕动泵与外部待检测源连通，将驱动电路与外部电源系统及监控系统建立数据链接，即可完成本发明装配；
S2，检测计数，完成S1步骤后，首先驱动升降驱动机构运行，调整承载台、检测臂之间的工作位置关系，以满足后续检测作业的需要，然后通过驱动电路首先驱动蠕动泵运行，将外部待检测源进行增压并通过引流管灌注到位于显微镜正下方的检测盘內，并在灌注过程中，同时驱动检测盘的透明电极板运行，对输入的样品施加稳定电场，促进样品种细胞沉淀分离，然后通过显微镜进行观察计数；
S3，循环计数，在S2步骤完成一次检测作业后，通过环形导轨整体对承载台及其所连接升降驱动机构进行旋转，调整监测台中检测盘的位置，使完成检测后的检测盘从显微镜镜头下移出，全新检测盘移入到显微镜镜头下，并调整显微镜位置，然后再次返回S2步骤进行计数作业，同时对检测计数后的检测盘进行清理后再次备用。
S1步骤中，在进行检测盘安装定位中，各检测盘采用全新未填充样品形式及预填充样品形式中的任意一种。
本发明较传统的计数检测系统，通过检测臂、升降驱动机构、显微镜、蠕动泵、引流管、检测盘及驱动电路使其具有系统结构简单，操作简便、通用性好的特点，并通过蠕动泵与各引流管间通过分流管连通，所述分流管与各引流管及蠕动泵间均通过控制阀连通，所述引流管上设置流量流速传感器及压力传感器，通过过驱动电路首先驱动蠕动泵运行，将外部外部待检测源进行增压并通过引流管灌注到位于显微镜正下方的检测盘內，并在灌注过程中，同时驱动检测盘的透明电极板运行，对输入的样品施加稳定电场，促进样品种细胞沉淀分离，然后通过显微镜进行观察计数，使其自动化程度和检测精度高，同时将驱动电路与外部电源系统及监控系统建立数据链，使其操作维护成本低廉的特点，从而极大得提高细胞分析作业的工作效率和质量，并有效降低细胞检测分析工作的劳动强度合成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明系统结构示意图；
图2为检测盘局部结构示意图；
图3为本发明使用方法流程示意图。
图中各标号：承载底座1、承载柱2、承载台3、检测臂4、升降驱动机构5、显微镜6、蠕动泵7、引流管8、检测盘9、驱动电路10、转台机构11、承载槽12、毛细导管13、控制阀14、环形导轨15、滑块16、分流管17、CCD摄像机18、透明承载底座91、透明盖板92、透明电极板93、接线电极94、连接管头95、样品腔96、引流通道97、弹性衬垫98。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于实施，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1和2所述的一种细胞分析用淋巴细胞计数检测微流控装置，包括承载底座1、承载柱2、承载台3、检测臂4、升降驱动机构5、显微镜6、蠕动泵7、引流管8、检测盘9及驱动电路10，承载底座1上端面与承载柱2连接并同轴分布，承载柱2轴线与水平面垂直分布，且承载柱2侧表面均布至少两条升降驱动机构5，升降驱动机构5与承载柱2轴线平行分布，检测臂4和承载台3分别通过升降驱动机构5与承载柱2滑动连接，且检测臂4位于承载台3上方，检测臂4前端面通过转台机构11与显微镜6铰接，显微镜6光轴与承载台3上端面相交并呈30°—90°夹角，承载台3上端面设横断面呈“凵”字形的承载槽12，且承载槽12位于承载柱2同轴分布的闭合环状结构，检测盘9至少两个，嵌于承载槽12内并与承载槽12槽底通过连接结构连接，引流管8为1—4条并环绕承载台3轴线均布，引流管8间相互并联，其后端面分别与蠕动泵7连通，前端面均设至少一条毛细导管13，并通过毛细导管13与检测盘9连通，蠕动泵7与承载底座1上端面连接，且蠕动泵7与引流管8间通过控制阀14连通，驱动电路10嵌于承载底座1内，并分别与检测臂4、升降驱动机构5、显微镜6、蠕动泵7电气连接。
重点说明的，所述的检测盘9包括透明承载底座91、透明盖板92、透明电极板93、接线电极94及连接管头95，其中所述透明承载底座91为横断面呈矩形的板状结构，其上端面设与透明承载底座91同轴分布且横断面呈矩形的样品腔96，及与样品腔96连通，并分布在样品腔96两侧的两条引流通道97，所述引流通道97对应的透明承载底座91侧表面位置均设连接管头95，且样品腔96通过位于两侧位置的1—2个通过连接管头95与毛细导管13连通，所述透明盖板92包覆在透明承载底座91上端面，并与透明承载底座91同轴分布，所述透明电极板93共两个，并以样品腔96轴线对称分布在透明承载底座91侧表面，所述透明电极板93与透明承载底座91及样品腔96轴线平行分布，所述透明电极板93均分别与一个接线电极94电气连接，并通过接线电极94与驱动电路10电气连接。本发明通过驱动蠕动泵7运行，将外部外部待检测源进行增压并通过引流管8灌注到位于显微镜6正下方的检测盘9內，并在灌注过程中，同时驱动检测盘9的透明电极板93运行，对输入的样品施加稳定电场，促进样品种细胞沉淀分离，然后通过显微镜6进行观察计数，提高其自动化程度和检测精度高，同时将驱动电路与外部电源系统及监控系统建立数据链，使其操作维护成本低廉的特点，从而极大得提高细胞分析作业的工作效率和质量，并有效降低细胞检测分析工作的劳动强度。
本实施例中，所述的透明盖板92为横断面呈“S”字形槽状结构，包覆在透明承载底座91上端面，且透明承载底座91上端面与透明盖板92接触面间设弹性衬垫98，所述弹性衬垫98为与透明盖板92同轴分布的环状结构，所述弹性衬垫98下端面对应的透明承载底座91上端面设承载槽12，且弹性衬垫98下端面嵌于承载槽12内，上端面比透明承载底座91上端面高0—5毫米，在所述透明电极板93中，其中一个电极板为正极，另一个电极板为负极，两透明电极板93同轴分布，且两透明电极板93间电场线与样品腔96轴线垂直分布并沿样品腔96轴线方向均布，通过该结构设置设计使用方便快捷，并便于维修，通用性好，弹性衬垫98为与透明盖板92同轴分布的环状结构，极大方便了淋巴细胞计数检测。
此外，所述的升降驱动机构5通过环形导轨15与承载柱2外表面滑动连接，所述环形导轨15为与承载柱2同轴分布的闭合环状结构，并通过滑块16与升降驱动机构5滑动连接。
同时，所述的蠕动泵7与各引流管8间通过分流管17连通，所述分流管17与各引流管8及蠕动泵7间均通过控制阀14连通，所述引流管8上另设一个流量流速传感器91及压力传感器92。
本实施例中，所述的驱动电路10为FPGA芯片、DSP及PIC芯片中任意一种为基础的电路系统；所述驱动电路10为MOS驱动电路系统，且所述驱动电路10另设多路直流稳压电源、电流检测电路及电压检测电路。
本实施例中，所述的显微镜6的目镜上另设至少一个CCD摄像机18，且所述CCD摄像机18与驱动电路10电气连接。
如图3所示，一种细胞分析用淋巴细胞计数检测微流控装置的使用方法，包括如下步骤：
S1，设备装配，首先对承载底座1、承载柱2、承载台3、检测臂4、升降驱动机构5、显微镜6、蠕动泵7、引流管8、检测盘9及驱动电路10进行组装作业，将组装后本发明通过承载底座1安装在指定工作位置，从而完成本发明定位，最后将本发明的蠕动泵7与外部待检测源连通，将驱动电路10与外部电源系统及监控系统建立数据链接，即可完成本发明装配；在进行检测盘9安装定位中，各检测盘9采用全新未填充样品形式及预填充样品形式中的任意一种。
S2，检测计数，完成S1步骤后，首先驱动升降驱动机构5运行，调整承载台3、检测臂4之间的工作位置关系，以满足后续检测作业的需要，然后通过驱动电路10首先驱动蠕动泵7运行，讲外部外部待检测源进行增压并通过引流管8灌注到位于显微镜6正下方的检测盘9內，并在灌注过程中，同时驱动检测盘9的透明电极板93运行，对输入的样品施加稳定电场，促进样品种细胞沉淀分离，然后通过显微镜6进行观察计数；
S3，循环计数，在S2步骤完成一次检测作业后，通过环形导轨15整体对承载台3及其所连接升降驱动机构5进行旋转，调整监测台中检测盘9的位置，使完成检测后的检测盘9从显微镜6镜头下移出，全新检测盘9移入到显微镜6镜头下，并调整显微镜6位置，然后再次返回S2步骤进行计数作业，同时对检测计数后的检测盘9进行清理后再次备用。
本发明通过上述结构，即本发明较传统的计数检测系统，通过检测臂、升降驱动机构、显微镜、蠕动泵、引流管、检测盘及驱动电路使其具有系统结构简单，操作简便、通用性好的特点，并通过蠕动泵与各引流管间通过分流管连通，所述分流管与各引流管及蠕动泵间均通过控制阀连通，所述引流管上设置流量流速传感器及压力传感器，通过过驱动电路首先驱动蠕动泵运行，将外部外部待检测源进行增压并通过引流管灌注到位于显微镜正下方的检测盘內，并在灌注过程中，同时驱动检测盘的透明电极板运行，对输入的样品施加稳定电场，促进样品种细胞沉淀分离，然后通过显微镜进行观察计数，使其自动化程度和检测精度高，同时将驱动电路与外部电源系统及监控系统建立数据链，使其操作维护成本低廉的特点，从而极大得提高细胞分析作业的工作效率和质量，并有效降低细胞检测分析工作的劳动强度合成本。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种细胞分析用淋巴细胞计数检测微流控装置，其特征在于：包括承载底座（1）、承载柱（2）、承载台（3）、检测臂（4）、升降驱动机构（5）、显微镜（6）、蠕动泵（7）、引流管（8）、检测盘(9)及驱动电路(10)，所述承载底座（1）上端面与承载柱（2）连接并同轴分布，所述承载柱（2）轴线与水平面垂直分布，且承载柱（2）侧表面均布至少两条升降驱动机构（5），所述升降驱动机构（5）与承载柱（2）轴线平行分布，所述检测臂（4）和承载台（3）分别通过升降驱动机构（5）与承载柱（2）滑动连接，且检测臂（4）位于承载台（3）上方，所述检测臂（4）前端面通过转台机构(11)与显微镜（6）铰接，所述显微镜（6）光轴与承载台（3）上端面相交并呈30°—90°夹角，所述承载台（3）上端面设横断面呈“凵”字形的承载槽(12)，且所述承载槽(12)位于承载柱（2）同轴分布的闭合环状结构，所述检测盘(9)至少两个，嵌于承载槽(12)内并与承载槽(12)槽底通过连接结构连接，所述引流管（8）为1—4条并环绕承载台（3）轴线均布，所述引流管（8）间相互并联，其后端面分别与蠕动泵（7）连通，前端面均设至少一条毛细导管(13)，并通过毛细导管(13)与检测盘(9)连通，所述蠕动泵（7）与承载底座（1）上端面连接，且蠕动泵（7）与引流管(8)间通过控制阀(14)连通，所述驱动电路(10)嵌于承载底座（1）内，并分别与检测臂（4）、升降驱动机构（5）、显微镜（6）、蠕动泵（7）电气连接；所述的检测盘(9)包括透明承载底座（91）、透明盖板(92)、透明电极板(93)、接线电极(94)及连接管头(95)，其中所述透明承载底座（91）上端面设与透明承载底座（91）同轴分布的样品腔(96)，及与样品腔(96)连通，并分布在样品腔(96)两侧的两条引流通道(97)，所述引流通道(97)对应的透明承载底座（91）侧表面位置均设连接管头(95)，且样品腔(96)通过位于两侧位置的1—2个通过连接管头(95)与毛细导管(13)连通，所述透明盖板(92)包覆在透明承载底座（91）上端面，并与透明承载底座（91）同轴分布，所述透明电极板(93)共两个，并以样品腔(96)为轴线对称分布在透明承载底座（91）侧表面，所述透明电极板(93)与透明承载底座（91）及样品腔(96)轴线平行分布，所述透明电极板(93)均分别与一个接线电极(94)电气连接，并通过接线电极(94)与驱动电路(10)电气连接；所述的蠕动泵（7）与各引流管(8)间通过分流管(17)连通，所述分流管(17)与各引流管(8)及蠕动泵（7）间均通过控制阀(14)连通，所述引流管(8)上另设一个流量流速传感器及压力传感器；所述的透明电极板(93)中，其中一个电极板为正极，另一个电极板为负极，两透明电极板(93)同轴分布，且两透明电极板(93)间电场线与样品腔(96)轴线垂直分布并沿样品腔(96)轴线方向均布。
2.根据权利要求1所述的一种细胞分析用淋巴细胞计数检测微流控装置，其特征在于：所述的透明盖板(92)为横断面呈“S”字形槽状结构，包覆在透明承载底座（91）上端面，且透明承载底座（91）上端面与透明盖板(92)接触面间设弹性衬垫（98），所述弹性衬垫（98）为与透明盖板(92)同轴分布的环状结构，所述弹性衬垫（98）下端面对应的透明承载底座（91）上端面设承载槽(12)，且弹性衬垫（98）下端面嵌于承载槽(12)内，上端面比透明承载底座（91）上端面高0—5毫米。
3.根据权利要求1所述的一种细胞分析用淋巴细胞计数检测微流控装置，其特征在于：所述的升降驱动机构（5）通过环形导轨(15)与承载柱（2）外表面滑动连接，所述环形导轨(15)为与承载柱（2）同轴分布的闭合环状结构，并通过滑块(16)与升降驱动机构（5）滑动连接。
4.根据权利要求1所述的一种细胞分析用淋巴细胞计数检测微流控装置，其特征在于：所述的驱动电路(10)为FPGA芯片、DSP及PIC芯片中任意一种为基础的电路系统；所述驱动电路(10)为MOS驱动电路系统，且所述驱动电路(10)另设多路直流稳压电源、电流检测电路及电压检测电路。
5.根据权利要求1所述的一种细胞分析用淋巴细胞计数检测微流控装置，其特征在于：所述的显微镜（6）的目镜上另设至少一个CCD摄像机(18)，且所述CCD摄像机(18)与驱动电路(10)电气连接。
6.根据权利要求1所述的细胞分析用淋巴细胞计数检测微流控装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，设备装配，首先对承载底座（1）、承载柱（2）、承载台（3）、检测臂（4）、升降驱动机构（5）、显微镜（6）、蠕动泵（7）、引流管(8)、检测盘(9)及驱动电路(10)进行组装作业，将组装后本发明通过承载底座（1）安装在指定工作位置，从而完成本发明定位，最后将本发明的蠕动泵（7）与外部待检测源连通，将驱动电路(10)与外部电源系统及监控系统建立数据链接，即可完成装配；
S2，检测计数，完成S1步骤后，首先驱动升降驱动机构（5）运行，调整承载台（3）、检测臂（4）之间的工作位置关系，以满足后续检测作业的需要，然后通过驱动电路(10)首先驱动蠕动泵（7）运行，将外部待检测源进行增压并通过引流管(8)灌注到位于显微镜（6）正下方的检测盘(9)內，并在灌注过程中，同时驱动检测盘(9)的透明电极板(93)运行，对输入的样品施加稳定电场，促进样品种细胞沉淀分离，然后通过显微镜（6）进行观察计数；
S3，循环计数，在S2步骤完成一次检测作业后，通过环形导轨(15)整体对承载台（3）及其所连接升降驱动机构（5）进行旋转，调整监测台中检测盘(9)的位置，使完成检测后的检测盘(9)从显微镜（6）镜头下移出，全新检测盘(9)移入到显微镜（6）镜头下，并调整显微镜（6）位置，然后再次返回S2步骤进行计数作业，同时对检测计数后的检测盘(9)进行清理后再次备用。
7.根据权利要求6所述的使用方法，其特征在于：S1步骤中，在进行检测盘(9)安装定位中，各检测盘(9)采用全新未填充样品形式及预填充样品形式中的任意一种。
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