[发明专利]一种基于无源无线技术的高通量细胞检测系统

说明书

本发明公开了一种基于无源无线技术的高通量细胞检测系统，属于微流控芯片的技术领域。该系统包括读出电路部分和细胞培养板部分，读出电路部分包括阻抗分析仪和谐振电路部分，谐振电路部分的两端分别与阻抗分析仪的信号输出端和输入端连接，谐振电路部分包括与各培养皿底部轴向对齐的电感‑电容并联谐振电路，各培养皿底部固定有细胞检测芯片，通过电感‑电容并联电路激发检测芯片金属环的感应电流，细胞经历生长或死亡过程时引起的检测芯片阻值变化通过电感耦合反映到谐振电路部分上的电感‑电容并联电路，使其在谐振频率下的峰值改变，从而探测出细胞的变化情况。该系统利用无源无线技术不影响细胞的生长；同时，可以实现更高通量的实时监测。

技术领域

本发明公开了一种基于无源无线技术的高通量细胞检测系统，涉及生物工程及无源无线探测技术，属于微流控芯片的技术领域。

背景技术

细胞监测在药物研发、疾病研究中扮演着重要角色。目前主流的细胞检测方法为电阻抗组谱法：即在细胞培养液中插入两个电极，通过施加交流电信号，分析两电极之间的阻抗从而判断细胞的状态。此种方法需要将探测电路与生物样品集成在同一个生物培养环境中，对封装要求较高。

无源无线技术是近年来的热门话题，其不需要物理连线、无需电池即可工作的优点使其能够胜任多种特殊条件的工作环境，例如高温、高压、密闭空间的环境。电感-电容式无源无线技术是基于电感电容谐振电路的探测。当交流信号加载在谐振电路上时，电感会通过磁耦合在周围的金属中产生感应电流；此感应电流在电路谐振时达到最大。

发明内容

本发明的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了一种基于无源无线技术的高通量细胞检测系统，通过电感-电容无源无线技术实现了与待测芯片零接触式的实时检测，解决了主流细胞检测方法影响细胞生长环境的技术问题。

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

一种基于无源无线技术的高通量细胞检测系统，包括读出电路部分和细胞培养板部分；所述读出电路部分包括阻抗分析仪和谐振电路部分，所述谐振电路部分的两端分别与阻抗分析仪的信号输出端和输入端连接；所述谐振电路部分包括十二个串联的电感-电容并联电路，其中，电感为平面螺旋电感，其两端与电容连接；所述细胞培养板部分包括十二个培养皿和细胞检测芯片；所述细胞检测芯片位于培养皿的中心位置；所述培养皿与谐振电路部分的电感-电容并联电路的轴向对齐。

十二个电感-电容并联电路的谐振频率各不相同，且都高于10 MHz。10 MHz以上的激励频率，细胞在生长及死亡过程中仅有电阻值变化而不产生电容变化。

所述细胞检测芯片包括玻璃衬底，开口金属环结构与待测细胞，且待测细胞位于金属环的开口位置。

细胞培养板部分的加工过程如下：

第一步：在玻璃衬底上进行电镀金属，形成具有开口结构的金属环；

第二步：利用氧等离子对检测芯片进行30秒的激活处理；

第三步：将芯片浸泡在明胶溶液中并保持20分钟，然后取出，放在室温下2小时进行干燥；

第四步：将干燥的芯片放入带有细胞培养液的培养皿的中心位置，并用胶水固定；

第五步：将待测细胞放置在金属环的开口位置，由于明胶溶液的预处理，待测细胞将固定在金属环的开口位置不再移动。

此外，可将十二个电感-电容并联电路扩展至更多串联的电感-电容并联电路，并且细胞培养板拥有相应个数的培养皿，以获得更大通量的检测。

本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果：