[发明专利]基于单细胞检测的高通量并行拉曼光谱仪

说明书

本发明提供了用于检测细胞的高通量并行拉曼光谱仪。具体地，本发明提供了一种拉曼光谱仪，它包括：移动平台，用于放置含细胞的待测样品；显微成像模块，用于对待测样品进行显微成像；激光聚焦模块，用于对激光进行聚焦，使激光照射至待测细胞区域，从而以线阵多细胞方式激发拉曼信号；光谱采集模块，用于采集来自被经激光聚焦模块聚焦后的激光照射的细胞所产生的拉曼信号；采集规划控制模块，用于控制所述移动平台根据规划路线进行移动，从而使得所述光谱采集模块进行线阵细胞的拉曼光谱采集；拉曼光谱处理模块，对来自所述光谱采集模块的拉曼光谱进行处理，从而获得对应单个细胞的拉曼光谱信号；输出模块，用于输出检测结果。

技术领域

本发明属于单细胞检测领域，具体涉及一种高通量并行拉曼光谱仪及使用该拉曼光谱仪检测细胞的方法。

背景技术

单细胞分析对重大疾病早期诊断、治疗、药物筛选和细胞生理、病理过程的研究有重要意义，目前已成为研究的热点之一。由于细胞极小，直径一般为5～500μm，体积在fL～nL，组分含量少(fmol～zmol)、种类繁多，使得操纵和分析难度比较大。因此，要开展单细胞水平的研究，细胞信号采集成为必要的前提条件。

单细胞的识别，其基础在于正确的采集表征细胞信息的指标。现有传统流式细胞仪中，细胞和颗粒信息的识别主要采用普通光信号，单位时间对目标的信息获得率较低，因此在满足工程应用的识别效率前提下，缺乏足够信息量，只能对细胞/颗粒的形态、折光率、反射率或荧光强度等有限指标进行区分，而难以区分活体细胞的细胞类型和生理特性，更无法提供细胞水平的基因表达与功能信息，使将拉曼技术用于单细胞分析显得尤为重要。

拉曼光谱是一种高效的信息识别技术，通过对特定入射光线对化合物的非弹性散射谱线分析，拉曼显微光谱可以直接检测化合物分子振动或转动能级，通过对拉曼特征谱线的分析，可以获得化合物分子构成和结构信息。

但是目前已有的拉曼显微技术用于样品分析时存在缺陷，以微生物单细胞测量为例：单细胞拉曼光谱信号强度较弱，尤其是当细胞悬浮于液体中时，通常仅有10^6-8分之一的光子通过拉曼散射，导致获得完整可信的拉曼光谱信号的光谱扫描时间较长，从而致使采集通量较低。由于细胞内物质组分含量低，为了获取有效的拉曼信号，提高采集时间成为必要的手段，从而对采集通量造成影响。目前商品化拉曼光谱仪大多设计为在静止或光镊捕获相对静止状态下，通过单点采集来获得高质量的信号，其信号采集模式和通量均无法满足高通量采集的要求。

综上所述，本领域迫切需要开发一种高效、快速、准确地进行单细胞检测的高通量并行拉曼光谱仪及使用该拉曼光谱仪检测细胞的方法。

发明内容

本发明的目的就是一种高效、快速、准确地进行单细胞检测的高通量并行拉曼光谱仪及使用该拉曼光谱仪检测细胞的方法。

在本发明的第一方面，提供了一种用于检测细胞的拉曼光谱仪，所述拉曼光谱仪包括：

移动平台(9)，所述移动平台用于放置含细胞的待测样品；

显微成像模块，所述显微成像模块用于对待测样品进行显微成像；

激光聚焦模块，所述激光聚焦模块用于对激光进行聚焦，使激光照射至待测细胞区域，从而以线阵多细胞方式激发拉曼信号；

光谱采集模块，所述光谱采集模块用于采集来自被经激光聚焦模块聚焦后的激光照射的细胞所产生的拉曼信号；

采集规划控制模块，所述采集规划控制模块用于控制所述移动平台根据规划路线进行移动，从而使得所述光谱采集模块进行线阵细胞的拉曼光谱采集；

拉曼光谱处理模块，所述的拉曼光谱处理模块对来自所述光谱采集模块的拉曼光谱进行处理，从而获得对应单个细胞的拉曼光谱信号；

输出模块，所述的输出模块用于输出检测结果。