[发明专利]一种细胞力学特性自动化测量系统及方法

权利要求书

1.一种细胞力学特性自动化测量系统，其特征在于，包括微流控芯片、工控机、图像采集模块、第一微流泵、第二微流泵和信号发生器，所述微流控芯片分别与所述第一微流泵、第二微流泵、信号发生器相连接，所述图像采集模块、第一微流泵、第二微流泵以及信号发生器均与所述工控机相连接。

2.根据权利要求1所述的一种细胞力学特性自动化测量系统，其特征在于，所述微流控芯片包括导电基底、与所述导电基底相配合的芯片本体，所述芯片本体包括盖板、开设在所述盖板内的微通道，所述微通道包括第一入口、第二入口、细胞捕获区、第一出口和第二出口，所述第一微流泵与所述第一入口相连接，所述第二微流泵与所述第二出口相连接。

3.根据权利要求2所述的一种细胞力学特性自动化测量系统，其特征在于，所述细胞捕获区包括捕获通道、开设在所述捕获通道的至少一个侧壁上的至少一个捕获口，所述第一入口、第二入口、第一出口、第二出口均与所述捕获通道相连通。

4.根据权利要求3所述的一种细胞力学特性自动化测量系统，其特征在于，所述捕获口包括喇叭口、与所述喇叭口相连通的通孔，所述喇叭口、通孔均与所述捕获通道相连通。

5.根据权利要求4所述的一种细胞力学特性自动化测量系统，其特征在于，所述导电基底包括为ITO玻璃，所述ITO玻璃的ITO电极的两端连接到所述信号发生器上，所述ITO电极的边缘对准所述喇叭口。

6.根据权利要求1所述的一种细胞捕获与拉伸一体式的阵列化微流控芯片，其特征在于，所述图像采集模块包括显微镜、与所述显微镜相连接的工业相机，所述工业相机与所述工控机相连接。

7.一种细胞力学特性自动化测量方法，其特征在于，使用如权利要求1-6中任意一项所述的测量系统，包括以下步骤：

(1)开启第一微流泵；

(2)实时检测细胞捕获情况，判断是否达到捕获数量阈值，若是，则关闭第一微流泵；若否，则重复步骤(2)；

(3)开启信号发生器，发出低压信号，对细胞进行电捕获，接着发出高压信号，对细胞进行拉伸；

(4)实时检测记录细胞拉伸情况；

(5)关闭信号发生器，开启第二微流泵，释放微流控芯片中被拉伸的细胞；

(6)实时检测细胞释放情况，判断是否达到释放数量阈值，若是，则关闭第二微流泵，循环步骤(1)至步骤(6)，直至任务结束；若否，则重复步骤(6)。

8.根据权利要求7所述的一种细胞力学特性自动化测量方法，其特征在于，所述步骤(3)中，低压信号为第一正弦波信号，第一正弦波信号的电压为5Vpp、频率为12MHz，高压信号为第二正弦波信号，第二正弦波信号的电压为8Vpp、频率为12MHz。

9.根据权利要求7所述的一种细胞力学特性自动化测量方法，其特征在于，所述步骤(4)包括实时检测细胞在电压改变下的拉伸情况，记录细胞拉伸形变量数据，并生成细胞的拉伸量随时间变化的关系图。

10.根据权利要求9所述的一种细胞力学特性自动化测量方法，其特征在于，实时检测细胞在电压改变下的拉伸情况包括以下步骤：

通过图像处理依次进行灰度化、背景差分、二值化及高斯滤波处理；

通过边缘轮廓算法对细胞进行外接矩形的框选；

根据外接矩形的长宽值计算细胞的长度变化值。