[发明专利]一种分选单细胞的微流控芯片及检测方法

权利要求书

1.一种分选单细胞的微流控芯片，其特征在于，包括：

基底层，所述基底层的上表面设有第一金属电极对、第二金属电极对以及阻抗识别区域，所述基底层在所述阻抗识别区域设有第一阻抗检测电极对和第二阻抗检测电极对，所述第一阻抗检测电极对与所述第一金属电极对连接，所述第二阻抗检测电极对与所述第二金属电极对连接；

微通道层，位于所述基底层上方，所述微通道层包括微流控管道和分选电极；所述微流控管道包括一主通道，所述主通道的一端通过若干过滤柱与一进样口连通，另一端则与一分选口连通，所述分选口分别与废液通道、收集通道连通，且所述废液通道与废液出口连通，所述收集通道与目标出口连通；所述分选电极包括激励电极以及包围所述激励电极的地电极，所述激励电极的一部分和所述地电极的一部分均临近所述分选口；

其中，所述第一金属电极对包括第一金属电极和第二金属电极，第二金属电极对包括第三金属电极和第四金属电极，所述第一金属电极和所述第三金属电极位于所述主通道的一侧，所述第二金属电极和所述第四金属电极位于所述主通道的另一侧；

所述第一阻抗检测电极对和所述第二阻抗检测电极对的中心均在所述主通道的轴线上。

2.根据权利要求1所述的分选单细胞的微流控芯片，其特征在于，所述基底层的上表面与所述微通道层的下表面紧密贴合。

3.根据权利要求1所述的分选单细胞的微流控芯片，其特征在于，所述主通道的一部分、所述分选口、所述废液通道的一部分、所述收集通道的一部分以及所述激励电极和所述地电极临近所述分选口的部分共同形成为分选区域。

4.根据权利要求1所述的分选单细胞的微流控芯片，其特征在于，所述激励电极和所述地电极均由液态金属浇灌微通道构成。

5.一种分选单细胞的检测方法，其特征在于，包括：

步骤S1，提供如权利要求1-4任一项所述的微流控芯片，将位于主通道一侧的两个金属电极分别连接至高频交流信号源和低频交流信号源，位于主通道另一侧的两个金属电极均连接至锁相放大器；将所述锁相放大器连接至智能分析模块，将所述智能分析模块连接至高压模块，将所述高压模块分别连接至激励电极和地电极；

步骤S2，从进样口注入样品细胞，样品细胞流经阻抗识别区域时，激发与所述锁相放大器连接的金属电极产生感应电流；

步骤S3，所述锁相放大器对所述感应电流进行放大，并将放大后的感应电流传输至所述智能分析模块；

步骤S4，所述智能分析模块接收放大后的感应电流，对样品细胞的高低频阻抗参数进行分类，生成并输出分选触发信号；

步骤S5，所述高压模块接收所述分选触发信号，并输出分选脉冲，所述分选脉冲传输至分选电极而产生非均匀电场，以使样品细胞中的目标细胞在介电泳力的作用下流向目标出口，非目标细胞流向废液出口。

6.根据权利要求5所述的分选单细胞的检测方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

步骤S41，对放大后的感应电流进行平滑滤波和事件提取，找出满足高斯拟合的峰形信号数据；

步骤S42，将满足高斯拟合的峰形信号数据作为训练数据输入至神经网络进行实时特征提取，获取样品细胞的高低频阻抗参数以及特征提取的准确率；

步骤S43，当特征提取的准确率达到预设阈值时，采用聚类算法对样品细胞的高低频阻抗参数进行实时运算分类，划分出不同的细胞类别；

步骤S44，根据划分出的细胞类别，生成分选触发信号。

7.根据权利要求5所述的分选单细胞的检测方法，其特征在于，所述样品细胞的高低频阻抗参数包括直径、位置、速度以及不透明度。

8.根据权利要求6所述的分选单细胞的检测方法，其特征在于，所述神经网络包括：

输入层，设置为接收满足高斯拟合的峰形信号作为输入序列；

长短记忆层，设置为提取所述输入序列的特征；

全连接层，设置为将所述长短记忆层提取的特征进行组合，并输出样品细胞的高低频阻抗参数；

回归层，设置为计算预测响应的半均方误差，以检验神经网络特征提取的准确率。