CN113029919B - 一种细胞富集与荧光计数的检测装置以及检测、计数方法 - Google Patents
一种细胞富集与荧光计数的检测装置以及检测、计数方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113029919B CN113029919B CN202110272636.1A CN202110272636A CN113029919B CN 113029919 B CN113029919 B CN 113029919B CN 202110272636 A CN202110272636 A CN 202110272636A CN 113029919 B CN113029919 B CN 113029919B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sample
- fluorescence
- module
- cavity
- counting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 52
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000001917 fluorescence detection Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 24
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 51
- 238000002073 fluorescence micrograph Methods 0.000 claims description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 17
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 16
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 15
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 9
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 claims description 8
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 238000001802 infusion Methods 0.000 claims description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 3
- 239000013076 target substance Substances 0.000 claims description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000003556 assay Methods 0.000 claims 2
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 6
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 abstract description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 27
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000799 fluorescence microscopy Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000000684 flow cytometry Methods 0.000 description 2
- 210000002865 immune cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000002795 fluorescence method Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/30—Staining; Impregnating ; Fixation; Dehydration; Multistep processes for preparing samples of tissue, cell or nucleic acid material and the like for analysis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N2015/1006—Investigating individual particles for cytology
-
- G01N2015/1022—
-
- G01N2015/1024—
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6428—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
- G01N2021/6439—Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" with indicators, stains, dyes, tags, labels, marks
Abstract
本发明一种细胞富集与荧光计数的检测装置以及检测、计数方法,包括:磁力富集模块、荧光激发模块、荧光探测成像模块、样品腔、位移模块、计算机、流体模块、EP管以及储液瓶;采用富集磁力与荧光技术集成的结构设计,通过优化的高度浓度与低浓度的不同检测方式,结合科学的计数方法,有效的提高了细胞的检测与计数效率,大大降低了中间转移其他操作环节有可能造成的人为误差;本发明人工参与环节少,集成化程度高,有效的提高了细胞检测与计数精度低的不足;通过一体化的流程,一次性完成细胞的富集磁化、染色、筛选、废液收集、检测与计数各个环节,大大提高了细胞检测与计数的工作效率效率。
Description
技术领域
本发明属于细胞检测技术领域,尤其是一种细胞富集与荧光计数的检测装置以及检测、计数方法。
背景技术
细胞或细菌浓度作为一项重要的物理参数,在食品、医药、免疫检测等领域有严格与明确的行业标准。
目前,免疫细胞法、流式细胞法、PCR定量检测或免疫磁珠富集结合化学光或荧光方法的检测方法已经较常见;但是免疫细胞法可检测细胞数量少、效率低;流式细胞法检测的灵敏度低;PCR检测法耗时长、操作复杂并且对于污染水平低的样品,现有检测方法很难将其准确检测出,因此需要在检测前进行增菌处理;另外某些待检细胞具有不可培养性,采用传统的平板检测方法无法将其检出;
免疫磁珠具有良好的磁感应能力、超顺磁性、高分离性、高特异性且不会影响细胞活性等优点已经逐渐应用于细胞浓度检测,将磁珠表面活化与活性蛋白质偶联形成免疫磁珠,再利用染料穿透死菌或者受损菌的细胞膜并与其DNA进行结合的检测方式,可避免其他非目标微生物的干扰,提高检测准确性,但是目前二者结合检测方法是使用多个分离设备,例如:首先使用磁力装置进行免疫磁珠富集,再将富集后的样品取出,再利用荧光成像显微镜或者荧光检测仪器进行定量检测,人工参与环节多,效率低,耗时长。
因此,集成化程度高、可同时检测低浓度与高浓度样本、快速高效的细胞定量检测装置与方法是解决问题的一个方向。
发明内容
为了克服上述技术不足,本发明提供一种细胞富集与荧光计数的检测装置以及检测、计数方法,采用富集磁力与荧光技术集成的结构设计,通过优化的高度浓度与低浓度的不同检测方式,结合科学的计数方法,有效的提高了细胞的检测与计数效率,大大降低了中间转移其他操作环节有可能造成的人为误差。
一种细胞富集与荧光计数的检测装置以及检测、计数方法,其中:
一种细胞富集与荧光计数的检测装置,包括:磁力富集模块、荧光激发模块、荧光探测成像模块、样品腔、位移模块、计算机、流体模块、EP管以及储液瓶;
作为一种举例说明,所述计算机还可以采用其他处理器单元;
进一步的,所述磁力富集模块用于产生磁力场,使得样品腔中的待测样品通过其内的目标物与磁珠结合后,在磁力场的作用下产生一侧吸附效应;
作为一种举例说明,所述磁力富集模块采用电磁铁结构设计制作;
作为一种举例说明,所述磁力富集模块还可以采用通用强磁磁铁结构设计制作;
进一步的,所述荧光激发模块用于对染色后的目标物进行荧光激发,并产生荧光;
进一步的,所述荧光探测成像模块用于对探测到的荧光进行接收,并生成荧光图像;
进一步的,所述样品腔设置于所述所述磁力富集模块的磁力场中,用于盛放待测样品;
进一步的,所述位移模块用于搭载所述荧光探测成像模块,对所述样品腔的腔壁进行平面扫描;
作为一种举例说明,所述位移模块也可以用于搭载所述样品腔,对所述荧光探测成像模块进行平扫操作的相对位移,形成平面扫描效果;
进一步的,所述计算机用于对所述荧光图像进行算法处理,从而实现样品计数;
进一步的,所述流体模块用于控制所述EP管内的待测样品流入样品腔,还用于控制所述样品腔内的废液流出,通过储液瓶收集废液。
作为一种举例说明,所述流体模块通过控制输液泵的方式进行液体流动控制;
作为一种举例说明,所述磁珠为免疫磁珠;
一种细胞检测方法,包括:高浓度待测样品检测方法和低浓度待测样品检测方法;
高浓度待测样品检测方法包括:
步骤一、待测样品经前端预处理后,所述待测样品中的目标物与磁珠结合在一起;
作为一种举例说明,所述磁珠的浓度应大于待测样品中目标物的浓度;
步骤二、对待测样品进行荧光染色处理,使得目标物与磁珠结合后可呈现荧光;
步骤三、将定量的待测样品注入到样品腔中,并将样品腔置入磁力富集模块的磁力场范围之内;此时,结合了目标物的磁珠以及未结合目标物的多余磁珠均被吸附到所述样品腔中靠近磁力场一侧的腔壁上;
作为一种举例说明,所述磁力富集模块采用电磁铁结构,通电后产生磁力场;
步骤四、因待测样品经过染色处理后,待测样品内会产生较多的荧光杂质,这种荧光杂质会产生荧光干扰;所以,当所述磁力富集模块生效后,开启流体模块,排出所述样品腔中的废液至储液瓶;
步骤五、开启荧光激发模块,使得腔壁上的目标物产生荧光;此时,吸附在腔壁上且呈现荧光的即为目标样品;
步骤六、采用荧光探测成像模块接收所述荧光生成荧光图像,并将所述荧光图像传送至所述计算机中进行图形处理与计数显示。
此方法过程操作简单方便,图像扫描面积大,对高浓度样本此种方法更为适合。
低浓度待测样品检测方法包括:
步骤一、待测样品经前端预处理后,所述待测样品中的目标物与磁珠结合在一起;
作为一种举例说明,所述磁珠的浓度应大于待测样品中目标物的浓度;
步骤二、对待测样品进行荧光染色处理,使得目标物与磁珠结合后可呈现荧光;
步骤三、将定量的待测样品封入EP管中,所述待测样品经所述流体模块控制,逐次从EP管转入到样品腔中,直到全部待测样品转移完成;此刻,结合了目标物的磁珠以及未结合目标物的多余磁珠逐次的被吸附到所述样品腔中靠近磁力场一侧的腔壁上;
步骤四、因待测样品经过染色处理后,待测样品内会产生较多的荧光杂质,这种荧光杂质会产生荧光干扰;所以,样品腔中待测样品的剩余废液经流体模块全部排出到废液瓶中;
步骤五、开启荧光激发模块,使得腔壁上的目标物产生荧光;此时,吸附在腔壁上且呈现荧光的即为目标样品;
步骤六、采用荧光探测成像模块接收所述荧光,生成荧光图像,并将所述荧光图像传送至所述计算机中进行图形处理与计数显示。
此方法扫描面积小,经过富集过程,对低浓度样本此种方法更为适合。
作为一种举例说明,所述EP管可以采用其他密封体系结构代替;
一种细胞计数方法,通过计算机对荧光图像进行算法处理,从而实现样品计数;具体步骤包括:
步骤一、荧光成像效果如附图2所示;腔壁上荧光图像的覆盖面积往往大于一个成像视野,需对样品腔的腔壁进行平面扫描以完成完整的计数统计;
步骤二、通过位移模块实现腔壁的平面扫描动作;所述位移模块的平面扫描动作,其运动路径计算如下:
首先,设定单幅荧光图像的成像尺寸宽度为W,高度为H;
其次,所述位移模块运动到样品腔的左上方扫描边缘时,记录运动系统坐标为(X0,Y0),所述位移模块运动到样品腔的右上方扫描边缘时,记录运动系统坐标为(X1,Y1),所述位移模块运动到样品腔的左下方扫描边缘时,记录运动系统坐标为(X2,Y2);可计算得到从样品腔的左边缘到右边缘,所述位移模块需要移动最大次数N=(X1-X0)/W,从样品腔的上边缘运动到下边缘,所述位移模块需要移动最大次数为M=(Y2-Y0)/H;
最后,由于样品腔扫描面积大,为保证全扫描行程内目标样品均可清晰成像,需要进行Z向对焦以获得高质量成像,使荧光计数准确,由于目标样品的浓度含量不确定,存在某些成像区域完全没有荧光可见的情况,使用传统的自动对焦无法完成计数操作,故而本发明采用定位补偿法进行对角补偿;
所述定位补偿法包括:
①设在(X0,Y0)位置,清晰成像的Z向位置为Z0;在(X1,Y1)位置,Z向清晰位置为ZX;在(X2,Y2)位置成像清晰位置为Zy;
②当位移模块扫描到样品腔的第i行(1≤i≤N),第j列(1≤j≤M)时,各运动轴的坐标为:
X=X0+i*W;
Y=Y0+j*H;
Z=Z0+i*(Zx-Z0)/N+j*(Zy-Z0)/M;
经过补偿计算后,即可实现全腔室范围清晰扫描成像;
步骤三、位移模块扫描到样品腔腔壁的某一位置后,当前腔壁上的样品状态经由荧光探测成像模块传递到计算机内,经由图像处理算法进行荧光目标提取;将各个扫描面的荧光识别结果进行累计后,即为本次计数结果;
作为一种举例说明,所述样品腔的位置不限于平放,也可以是竖直放置或是其他角度;所述磁力富集模块、荧光激发模块、荧光探测成像模块与所述样品腔的角度位置保持一致,从而保证磁力富集模块与荧光激发模块生效,所述荧光探测成像模块能够正确成像;
本发明的有益效果:
1、本发明人工参与环节少,集成化程度高,有效的避免了现有细胞检测工作人工参与环节过多而引发的人力对样本的污染问题;
2、通过科学的结构设计,结合优化的检测与计数手段,有效的提高了细胞检测与计数精度低的不足;
3、通过一体化的流程,一次性完成细胞的富集磁化、染色、筛选、废液收集、检测与计数各个环节,大大提高了细胞检测与计数的工作效率效率。
附图说明
图1是本发明一种细胞富集与荧光计数的检测装置之整体结构示意图
图2是本发明一种细胞检测方法之目标样品荧光效果图
图3是本发明一种细胞富集与荧光计数的检测装置之位移模块搭载样品腔的结构效果图
图4是本发明一种细胞富集与荧光计数的检测装置之位移模块搭载搭载荧光探测成像模块的效果图
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
详见图1至图4所示,一种细胞富集与荧光计数的检测装置以及检测、计数方法,其中:
一种细胞富集与荧光计数的检测装置,包括:磁力富集模块101、荧光激发模块102、荧光探测成像模块103、样品腔104、位移模块105、计算机106、流体模块107、EP管108以及废液瓶109;
作为一种举例说明,所述计算机106还可以采用其他处理器单元;
进一步的,所述磁力富集模块101用于产生磁力场,使得样品腔104中的待测样品通过其内的目标物与磁珠结合后,在磁力场的作用下产生一侧吸附效应;
作为一种举例说明,所述磁力富集模块101采用电磁铁结构设计制作;
进一步的,所述荧光激发模块102用于对染色后的目标物进行荧光激发,并产生荧光;
进一步的,所述荧光探测成像模块103用于对探测到的荧光进行接收,并生成荧光图像;
进一步的,所述样品腔104设置于所述所述磁力富集模块101的磁力场中,用于盛放待测样品;
进一步的,所述位移模块105用于搭载所述荧光探测成像模块103,对所述样品腔的腔壁进行平面扫描;
作为一种举例说明,所述位移模块105也可以用于搭载所述样品腔104,对所述荧光探测成像模块103进行平扫操作的相对位移,形成平面扫描效果;
进一步的,所述计算机106用于对所述荧光图像进行算法处理,从而实现样品计数;
进一步的,所述流体模块107用于控制所述EP管108内的待测样品流入样品腔104,还用于控制所述样品腔104内的废液流出,通过废液瓶109收集废液。
作为一种举例说明,所述流体模块107通过控制输液泵110的方式进行液体流动控制;
一种细胞检测方法,包括:高浓度待测样品检测方法和低浓度待测样品检测方法;
高浓度待测样品检测方法包括:
步骤一、待测样品经前端预处理后,所述待测样品中的目标物与磁珠结合在一起;
作为一种举例说明,所述磁珠的浓度应大于待测样品中目标物的浓度;
步骤二、对待测样品进行荧光染色处理,使得目标物与磁珠结合后可呈现荧光;
步骤三、将定量的待测样品注入到样品腔104中,并将样品腔104置入磁力富集模块101的磁力场范围之内;此时,结合了目标物的磁珠以及未结合目标物的多余磁珠均被吸附到所述样品腔104中靠近磁力场一侧的腔壁上;
作为一种举例说明,所述磁力富集模块101采用电磁铁结构,通电后产生磁力场;断电后磁力场消失,相比永磁结构的磁力富集模块,电磁结构的效果更优;
步骤四、因待测样品经过染色处理后,待测样品内会产生较多的荧光杂质,这种荧光杂质会产生荧光干扰;所以,当所述磁力富集模块101生效后,开启流体模块107,排出所述样品腔104中的废液至废液瓶109;
步骤五、开启荧光激发模块102,使得腔壁上的目标物产生荧光;此时,吸附在腔壁上且呈现荧光的即为目标样品;
步骤六、采用荧光探测成像模块103接收所述荧光生成荧光图像,并将所述荧光图像传送至所述计算机106中进行图形处理与计数显示。
此方法过程操作简单方便,图像扫描面积大,对高浓度样本此种方法更为适合。
低浓度待测样品检测方法包括:
步骤一、待测样品经前端预处理后,所述待测样品中的目标物与磁珠结合在一起;
作为一种举例说明,所述磁珠的浓度应大于待测样品中目标物的浓度;
步骤二、对待测样品进行荧光染色处理,使得目标物与磁珠结合后可呈现荧光;
步骤三、将定量的待测样品封入EP管108中,所述待测样品经所述流体模块107控制,逐次从EP管转入到样品腔104中,直到全部待测样品转移完成;此刻,结合了目标物的磁珠以及未结合目标物的多余磁珠逐次的被吸附到所述样品腔104中靠近磁力场一侧的腔壁上;
步骤四、因待测样品经过染色处理后,待测样品内会产生较多的荧光杂质,这种荧光杂质会产生荧光干扰;所以,样品腔104中待测样品的剩余废液经流体模块107全部排出到废液瓶109中;
步骤五、开启荧光激发模块102,使得腔壁上的目标物产生荧光;此时,吸附在腔壁上且呈现荧光的即为目标样品;
步骤六、采用荧光探测成像模块107接收所述荧光,生成荧光图像,并将所述荧光图像传送至所述计算机106中进行图形处理与计数显示。
此方法扫描面积小,经过富集过程,对低浓度样本此种方法更为适合。
作为一种举例说明,所述EP管108可以采用其他密封体系结构代替;
一种细胞计数方法,通过计算机106对荧光图像进行算法处理,从而实现样品计数;具体步骤包括:
步骤一、荧光成像效果如附图2所示;腔壁上荧光图像的覆盖面积往往大于一个成像视野,需对样品腔104的腔壁进行平面扫描以完成完整的计数统计;
步骤二、通过位移模块105实现腔壁的平面扫描动作;所述位移模块105的平面扫描动作,其运动路径计算如下:
首先,设定单幅荧光图像的成像尺寸宽度为W,高度为H;
其次,所述位移模块105运动到样品腔104的左上方扫描边缘时,记录运动系统坐标为(X0,Y0),所述位移模块105运动到样品腔104的右上方扫描边缘时,记录运动系统坐标为(X1,Y1),所述位移模块105运动到样品腔104的左下方扫描边缘时,记录运动系统坐标为(X2,Y2);可计算得到从样品腔104的左边缘到右边缘,所述位移模块105需要移动最大次数N=(X1-X0)/W,从样品腔104的上边缘运动到下边缘,所述位移模块105需要移动最大次数为M=(Y2-Y0)/H;
最后,由于样品腔104扫描面积大,为保证全扫描行程内目标样品均可清晰成像,需要进行Z向对焦以获得高质量成像,使荧光计数准确,由于目标样品的浓度含量不确定,存在某些成像区域完全没有荧光可见的情况,使用传统的自动对焦无法完成计数操作,故而本发明采用定位补偿法进行对角补偿;
所述定位补偿法包括:
①设在(X0,Y0)位置,清晰成像的Z向位置为Z0;在(X1,Y1)位置,Z向清晰位置为ZX;在(X2,Y2)位置成像清晰位置为Zy;
②当位移模块105扫描到样品腔104的第i行(1≤i≤N),第j列(1≤j≤M)时,各运动轴的坐标为:
X=X0+i*W;
Y=Y0+j*H;
Z=Z0+i*(Zx-Z0)/N+j*(Zy-Z0)/M;
经过补偿计算后,即可实现全腔室范围清晰扫描成像;
步骤三、位移模块105扫描到样品腔104腔壁的某一位置后,当前腔壁上的样品状态经由荧光探测成像模块103传递到计算机106内,经由图像处理算法进行荧光目标提取;将各个扫描面的荧光识别结果进行累计后,即为本次计数结果;
作为一种举例说明,所述样品腔104的位置不限于平放,也可以是竖直放置或是其他角度;所述磁力富集模块101、荧光激发模块102、荧光探测成像模块103与所述样品腔104的角度位置保持一致,从而保证磁力富集模块101与荧光激发模块102生效,所述荧光探测成像模块103能够正确成像;
为了更好的说明本发明的原理,现通过实施例具体阐述如下:实施例1:
高浓度待测样品检测方法数据:
待测样品经前端预处理后,所述待测样品中的目标物与磁珠结合在一起;所述磁珠的浓度应大于待测样品中目标物的浓度;对待测样品进行荧光染色处理,使得目标物与磁珠结合后可呈现荧光;将1ml待测样品注入到样品腔104中,所述样品腔室采用1.5ml容积量,并将样品腔104置入磁力富集模块101的磁力场范围之内;此时,结合了目标物的磁珠以及未结合目标物的多余磁珠均被吸附到所述样品腔104中靠近磁力场一侧的腔壁上;所述磁力富集模块101采用电磁铁结构,通电后产生磁力场;因待测样品经过染色处理后,待测样品内会产生较多的荧光杂质,这种荧光杂质会产生荧光干扰;所以,当所述磁力富集模块101生效后,开启流体模块107,排出所述样品腔104中的废液至废液瓶109;开启荧光激发模块102,使得腔壁上的目标物产生荧光;此时,吸附在腔壁上且呈现荧光的即为目标样品;采用荧光探测成像模块103接收所述荧光生成荧光图像,并将所述荧光图像传送至所述计算机106中进行图形处理与计数显示。
实施例2
低浓度待测样品检测
待测样品经前端预处理后,所述待测样品中的目标物与磁珠结合在一起;所述磁珠的浓度应大于待测样品中目标物的浓度;对待测样品进行荧光染色处理,使得目标物与磁珠结合后可呈现荧光;将1ml的待测样品封入EP管108中,所述待测样品经所述流体模块107控制,逐次从EP管转入到样品腔104中,样品腔室104采用1.5ml容积量,直到全部待测样品转移完成;此刻,结合了目标物的磁珠以及未结合目标物的多余磁珠逐次的被吸附到所述样品腔104中靠近磁力场一侧的腔壁上;因待测样品经过染色处理后,待测样品内会产生较多的荧光杂质,这种荧光杂质会产生荧光干扰;所以,样品腔104中待测样品的剩余废液经流体模块107全部排出到废液瓶109中;开启荧光激发模块102,使得腔壁上的目标物产生荧光;此时,吸附在腔壁上且呈现荧光的即为目标样品;采用荧光探测成像模块107接收所述荧光,生成荧光图像,并将所述荧光图像传送至所述计算机106中进行图形处理与计数显示;经过富集过程,对低浓度样本此种方法更为适合。
以上所述的仅为本发明的优选实施例,所应理解的是,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种细胞富集与荧光计数的检测装置,其特征在于,包括:磁力富集模块、荧光激发模块、荧光探测成像模块、样品腔、位移模块、计算机、流体模块、EP管以及储液瓶;
所述磁力富集模块用于产生磁力场,使得样品腔中的待测样品通过其内的目标物与磁珠结合后,在磁力场的作用下产生一侧吸附效应;所述荧光激发模块用于对染色后的目标物进行荧光激发,并产生荧光;所述荧光探测成像模块用于对探测到的荧光进行接收,并生成荧光图像;所述样品腔设置于所述磁力富集模块的磁力场中,用于盛放待测样品;所述位移模块用于搭载所述荧光探测成像模块,对所述样品腔的腔壁进行平面扫描;所述计算机用于对所述荧光图像进行算法处理,从而实现样品计数;所述流体模块用于控制所述EP管内的待测样品流入样品腔,还用于控制所述样品腔内的废液流出,通过储液瓶收集废液;
所述样品计数的具体步骤包括:
步骤一、腔壁上荧光图像的覆盖面积大于一个成像视野,需对样品腔的腔壁进行平面扫描以完成完整的计数统计;
步骤二、通过位移模块实现腔壁的平面扫描动作;所述位移模块的平面扫描动作,其运动路径计算如下:
首先,设定单幅荧光图像的成像尺寸宽度为W,高度为H;
其次,所述位移模块运动到样品腔的左上方扫描边缘时,记录运动系统坐标为(X0,Y0),所述位移模块运动到样品腔的右上方扫描边缘时,记录运动系统坐标为(X1,Y1),所述位移模块运动到样品腔的左下方扫描边缘时,记录运动系统坐标为(X2,Y2);可计算得到从样品腔的左边缘到右边缘,所述位移模块需要移动最大次数N=(X1-X0)/W,从样品腔的上边缘运动到下边缘,所述位移模块需要移动最大次数为M=(Y2-Y0)/H;
最后,由于样品腔扫描面积大,为保证全扫描行程内目标样品均可清晰成像,需要进行Z向对焦以获得高质量成像,使荧光计数准确,由于目标样品的浓度含量不确定,存在某些成像区域完全没有荧光可见的情况,使用传统的自动对焦无法完成计数操作,故而本发明采用定位补偿法进行对角补偿;
所述定位补偿法包括:
①设在(X0,Y0)位置,清晰成像的Z向位置为Z0;在(X1,Y1)位置,Z向清晰位置为ZX;在(X2,Y2)位置成像清晰位置为Zy;
②当位移模块扫描到样品腔的第i行,1≤i≤N,第j列,1≤j≤M时,各运动轴的坐标为:
X = X0+i*W;
Y = Y0+j*H;
Z = Z0+i*(Zx-Z0)/N+j*(Zy-Z0)/M;
经过补偿计算后,即可实现全腔室范围清晰扫描成像;
步骤三、位移模块扫描到样品腔腔壁的某一位置后,当前腔壁上的样品状态经由荧光探测成像模块传递到计算机内,经由图像处理算法进行荧光目标提取;将各个扫描面的荧光识别结果进行累计后,即为本次计数结果;
所述样品腔的位置为平放或竖直放置;所述磁力富集模块、荧光激发模块、荧光探测成像模块与所述样品腔的角度位置保持一致,从而保证磁力富集模块与荧光激发模块生效,所述荧光探测成像模块能够正确成像。
2.根据权利要求1所述的一种细胞富集与荧光计数的检测装置,其特征在于,所述磁力富集模块采用电磁铁结构。
3.根据权利要求1所述的一种细胞富集与荧光计数的检测装置,其特征在于,所述位移模块用于搭载所述样品腔,对所述荧光探测成像模块进行平扫操作的相对位移,形成平面扫描效果。
4.根据权利要求1所述的一种细胞富集与荧光计数的检测装置,其特征在于,所述流体模块通过控制输液泵的方式进行液体流动控制。
5.根据权利要求1所述的一种细胞富集与荧光计数的检测装置,其特征在于,所述计算机为处理器单元。
6.根据权利要求1所述的一种细胞富集与荧光计数的检测装置,其特征在于,所述磁珠为免疫磁珠。
7.基于权利要求1-6任一权利要求所述的一种细胞富集与荧光计数的检测装置的细胞检测方法,其特征在于,包括:高浓度待测样品检测方法和低浓度待测样品检测方法;
高浓度待测样品检测方法包括:
步骤一、待测样品经前端预处理后,所述待测样品中的目标物与磁珠结合在一起;
步骤二、对待测样品进行荧光染色处理,使得目标物与磁珠结合后可呈现荧光;
步骤三、将定量的待测样品注入到样品腔中,并将样品腔置入磁力富集模块的磁力场范围之内;此时,结合了目标物的磁珠以及未结合目标物的多余磁珠均被吸附到所述样品腔中靠近磁力场一侧的腔壁上;
步骤四、因待测样品经过染色处理后,待测样品内会产生较多的荧光杂质,这种荧光杂质会产生荧光干扰;所以,当所述磁力富集模块生效后,开启流体模块,排出所述样品腔中的废液至储液瓶;
步骤五、开启荧光激发模块,使得腔壁上的目标物产生荧光;此时,吸附在腔壁上且呈现荧光的即为目标样品;
步骤六、采用荧光探测成像模块接收所述荧光生成荧光图像,并将所述荧光图像传送至所述计算机中进行图形处理与计数显示;
低浓度待测样品检测方法包括:
步骤一、待测样品经前端预处理后,所述待测样品中的目标物与磁珠结合在一起;
步骤二、对待测样品进行荧光染色处理,使得目标物与磁珠结合后可呈现荧光;
步骤三、将定量的待测样品封入EP管中,所述待测样品经所述流体模块控制,逐次从EP管转入到样品腔中,直到全部待测样品转移完成;此刻,结合了目标物的磁珠以及未结合目标物的多余磁珠逐次的被吸附到所述样品腔中靠近磁力场一侧的腔壁上;
步骤四、因待测样品经过染色处理后,待测样品内会产生较多的荧光杂质,这种荧光杂质会产生荧光干扰;所以,样品腔中待测样品的剩余废液经流体模块全部排出到废液瓶中;
步骤五、开启荧光激发模块,使得腔壁上的目标物产生荧光;此时,吸附在腔壁上且呈现荧光的即为目标样品;
步骤六、采用荧光探测成像模块接收所述荧光,生成荧光图像,并将所述荧光图像传送至所述计算机中进行图形处理与计数显示。
8.根据权利要求7所述的细胞检测方法,其特征在于,所述高浓度待测样品检测方法与低浓度待测样品检测方法中的磁珠浓度均大于其各自待测样品中目标物的浓度。
9.根据权利要求7所述的细胞检测方法,其特征在于,所述EP管还能采用密封体系结构代替。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110272636.1A CN113029919B (zh) | 2021-03-13 | 2021-03-13 | 一种细胞富集与荧光计数的检测装置以及检测、计数方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110272636.1A CN113029919B (zh) | 2021-03-13 | 2021-03-13 | 一种细胞富集与荧光计数的检测装置以及检测、计数方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113029919A CN113029919A (zh) | 2021-06-25 |
CN113029919B true CN113029919B (zh) | 2024-04-02 |
Family
ID=76469469
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110272636.1A Active CN113029919B (zh) | 2021-03-13 | 2021-03-13 | 一种细胞富集与荧光计数的检测装置以及检测、计数方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113029919B (zh) |
Citations (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0815234A (ja) * | 1994-06-27 | 1996-01-19 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 超音波映像検査装置 |
US5556764A (en) * | 1993-02-17 | 1996-09-17 | Biometric Imaging, Inc. | Method and apparatus for cell counting and cell classification |
JP2001311866A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-09 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 顕微鏡のオートフォーカス方法及び装置 |
CN101672841A (zh) * | 2008-09-09 | 2010-03-17 | 北京朔望科技有限公司 | 用于生物样品的检测仪器和检测方法 |
CN104730702A (zh) * | 2015-03-16 | 2015-06-24 | 苏州创继生物科技有限公司 | 显微扫描平台、拍摄方法以及工作区域平面度校准方法 |
WO2015095603A1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Axon Dx, Llc | Cell detection, capture and isolation methods and apparatus |
CN105891493A (zh) * | 2016-06-01 | 2016-08-24 | 章健 | 一种荧光检测装置及其检测方法 |
CN205691502U (zh) * | 2016-06-01 | 2016-11-16 | 章健 | 一种磁微球荧光检测系统 |
CN107132646A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-09-05 | 浙江大学 | 基于干涉增强的快速高效自适应光学成像补偿方法与系统 |
CN108318468A (zh) * | 2018-05-05 | 2018-07-24 | 哈尔滨索飞永诚科技有限公司 | 一种用于对液体样品中荧光染料染色微粒进行快速计数的计数系统 |
CN108398775A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-08-14 | 清华大学 | 荧光显微镜系统的对焦方法及装置 |
CN108426886A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-08-21 | 中国科学技术大学 | 一种循环肿瘤细胞的检测识别方法和系统 |
CN108760766A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-11-06 | 哈尔滨工业大学 | 一种大口径光学晶体表面微缺陷检测用的图像拼接方法 |
CN109085695A (zh) * | 2018-08-08 | 2018-12-25 | 杭州上池科技有限公司 | 一种用于平面样本快速对焦拍照的方法 |
CN109741327A (zh) * | 2019-01-15 | 2019-05-10 | 湖北中医药高等专科学校 | 一种检测水体细菌数量的荧光显微计数方法 |
CN109991205A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-07-09 | 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 | 一种循环肿瘤细胞的计数算法及应用 |
CN110793946A (zh) * | 2018-08-01 | 2020-02-14 | 华中科技大学 | 一种真菌样本显微成像及智能识别系统及方法 |
CN110832348A (zh) * | 2016-12-30 | 2020-02-21 | 迪普迈普有限公司 | 用于自主车辆的高清晰度地图的点云数据丰富 |
CN111774106A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-10-16 | 复旦大学 | 基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置 |
CN112258593A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-22 | 明峰医疗系统股份有限公司 | 单目相机下ct或pet-ct智能定位扫描方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103901189B (zh) * | 2014-04-16 | 2015-12-02 | 北京化工大学 | 免疫检测微流控芯片荧光定量自动检测装置 |
-
2021
- 2021-03-13 CN CN202110272636.1A patent/CN113029919B/zh active Active
Patent Citations (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5556764A (en) * | 1993-02-17 | 1996-09-17 | Biometric Imaging, Inc. | Method and apparatus for cell counting and cell classification |
JPH0815234A (ja) * | 1994-06-27 | 1996-01-19 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 超音波映像検査装置 |
JP2001311866A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-09 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 顕微鏡のオートフォーカス方法及び装置 |
CN101672841A (zh) * | 2008-09-09 | 2010-03-17 | 北京朔望科技有限公司 | 用于生物样品的检测仪器和检测方法 |
WO2015095603A1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Axon Dx, Llc | Cell detection, capture and isolation methods and apparatus |
CN104730702A (zh) * | 2015-03-16 | 2015-06-24 | 苏州创继生物科技有限公司 | 显微扫描平台、拍摄方法以及工作区域平面度校准方法 |
CN105891493A (zh) * | 2016-06-01 | 2016-08-24 | 章健 | 一种荧光检测装置及其检测方法 |
CN205691502U (zh) * | 2016-06-01 | 2016-11-16 | 章健 | 一种磁微球荧光检测系统 |
CN110832348A (zh) * | 2016-12-30 | 2020-02-21 | 迪普迈普有限公司 | 用于自主车辆的高清晰度地图的点云数据丰富 |
CN107132646A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-09-05 | 浙江大学 | 基于干涉增强的快速高效自适应光学成像补偿方法与系统 |
CN108398775A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-08-14 | 清华大学 | 荧光显微镜系统的对焦方法及装置 |
CN108318468A (zh) * | 2018-05-05 | 2018-07-24 | 哈尔滨索飞永诚科技有限公司 | 一种用于对液体样品中荧光染料染色微粒进行快速计数的计数系统 |
CN108760766A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-11-06 | 哈尔滨工业大学 | 一种大口径光学晶体表面微缺陷检测用的图像拼接方法 |
CN108426886A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-08-21 | 中国科学技术大学 | 一种循环肿瘤细胞的检测识别方法和系统 |
CN110793946A (zh) * | 2018-08-01 | 2020-02-14 | 华中科技大学 | 一种真菌样本显微成像及智能识别系统及方法 |
CN109085695A (zh) * | 2018-08-08 | 2018-12-25 | 杭州上池科技有限公司 | 一种用于平面样本快速对焦拍照的方法 |
CN109741327A (zh) * | 2019-01-15 | 2019-05-10 | 湖北中医药高等专科学校 | 一种检测水体细菌数量的荧光显微计数方法 |
CN109991205A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-07-09 | 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 | 一种循环肿瘤细胞的计数算法及应用 |
CN111774106A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-10-16 | 复旦大学 | 基于光控流体运输、磁控样品分离的蛋白质富集检测装置 |
CN112258593A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-01-22 | 明峰医疗系统股份有限公司 | 单目相机下ct或pet-ct智能定位扫描方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
基于微流控芯片的CD4+T淋巴细胞自动计数检测系统的研究;雷相阳;《中国优秀硕士学位论文全文数据库(电子期刊)信息科技辑》(03);95 * |
微孔式数字PCR荧光芯片的自动对焦;朱文艳;周连群;张芷齐;李金泽;李龙辉;高旭;李树力;郭振;姚佳;;光学精密工程(09);2065-2075 * |
用于CD4细胞计数的微流控芯片及其检测装置;阳勇良;《中国优秀硕士学位论文全文数据库(电子期刊)信息科技辑》(03);81 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113029919A (zh) | 2021-06-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3128309B1 (en) | Polysensing bioelectronic test plate | |
US20180080932A1 (en) | Sensitive and rapid determination of antimicrobial susceptibility | |
CN106994370B (zh) | 基于磁荧光复合粒子的微流控芯片 | |
EP2109504B1 (en) | A system with a magnetic array for manipulating magnetic particles in a sample, and methods using the magnetic array | |
CN102782561B (zh) | 对生物有机体进行时间相关的显微镜检查的系统和方法 | |
US20070117158A1 (en) | Methods and algorithms for cell enumeration in a low-cost cytometer | |
CN108362681A (zh) | 分析装置、方法和试剂 | |
US20110052037A1 (en) | Methods and Algorithms For Cell Enumeration in a Low-Cost Cytometer | |
CN108344866A (zh) | 一种微流控芯片检测系统及基于该系统进行样品检测的方法 | |
CN108593944A (zh) | 一种液滴芯片免疫分析系统及其分析方法 | |
CN111413264A (zh) | 一种用于检测微米颗粒的多通道颗粒检测装置及检测方法 | |
CN113030050B (zh) | 一种具备自冲洗结构的细胞检测装置以及冲洗方法 | |
CN113029919B (zh) | 一种细胞富集与荧光计数的检测装置以及检测、计数方法 | |
CN206146952U (zh) | 磁微粒化学发光免疫分析仪样本系统 | |
JP5189825B2 (ja) | 磁気信号計測装置および磁気信号計測方法 | |
CN113030481A (zh) | 一种单细胞外泌体静态检测试剂盒及检测分析方法 | |
CN205691502U (zh) | 一种磁微球荧光检测系统 | |
JP3803399B2 (ja) | 免疫測定装置 | |
CN109085345A (zh) | 一种磁珠分离装置、分离方法及电化学免疫分析仪 | |
CN107807075A (zh) | 一种血沉自动检测装置 | |
CN209148507U (zh) | 细胞计数仪 | |
JP2006017736A (ja) | 微生物回収用部材、及び免疫測定装置 | |
JP3822226B2 (ja) | 微生物回収用部材、及び免疫測定装置 | |
CN102590119A (zh) | 基于微流控芯片的养鱼水环境有害菌实时检测方法与装置 | |
CN112945919A (zh) | 一种病毒中和抗体的检测方法、系统及其应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |