[发明专利]基于红外光谱技术的肿瘤类器官成熟度检测系统及检测方法

说明书

本发明公开了一种基于红外光谱技术的肿瘤类器官成熟度检测系统及检测方法，所述检测系统包括检测仓、红外光源、红外光谱传感器、固定支架和用于放置类器官细胞培养板的位移平台，位移平台中心为通孔，用于光谱透射和校对类器官样本对准位置，红外光谱传感器位于位移平台下方，与红外光源准直；红外光谱传感器与嵌入式控制模块，将收集的光信号转换为电信号输入嵌入式系统。本发明解决了现有类器官检验实时监测量化困难的问题，具有自动定位、保证培育环境、检测鉴定类器官培育的成熟阶段、监测类器官的分化和量化生长进度的功能。

技术领域

本发明属于检测设备技术领域，具体涉及一种基于红外光谱技术的肿瘤类器官成熟度检测系统及检测方法。

背景技术

人类肿瘤比较复杂，不同的肿瘤患者对同样的临床治疗可能存在较大差异。肿瘤类器官可以在体外重现体内肿瘤的原始特征，在药物研究、预测患者对治疗的反应以及为患者提供个性化医疗方案方面，拥有广阔的前景。所以，对类器官培育中种类的区分和生长状态的监测就尤为重要。传统培育类器官的方法一般采用显微镜观察其生长情况，根据形貌和尺寸判断是否成熟可以进行传代培养以及用于生病理检测。但这类观察方式缺点也非常明显，不能较明确定量判断其培育生长情况，对实验控制变量、定量分析等方面会产生较大影响。常用的细胞培养板一般有6到96孔，每个孔中肿瘤类器官形成的一致性难以保证，缺少成熟的实验方案。在检测过程中费时耗力，需要手动操作获取类器官图像，图像采集过程中的环境控制不到位，导致结果可重复性和一致性有限。

对于肿瘤细胞和组织分析，红外光谱分析技术应用越来越受到重视。与正常组织的红外光谱相比，肿瘤组织的红外光谱在峰形、峰强、吸收频率等方面都有非常显著的差异。检测时快速无损且无需试剂，样品的用量少，适用面广，结构损伤小。既可研究表面结构，又可研究整体结构。

目前利用显微镜或红外光谱检测技术对检测类器官培育的成熟阶段的方法还不够系统化，依然需要取出样本到显微镜或光谱设备中进行采样，受到环境影响大，并且缺少监测类器官的分化和量化功能，需要进一步改进。

发明内容

解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供一种基于红外光谱技术的肿瘤类器官成熟度检测系统及检测方法，能有效解决上述方法不够系统化、受环境影响大、缺少监测类器官的分化和量化功能等不足之处。

技术方案：第一方面，本发明提供一种基于红外光谱技术的肿瘤类器官成熟度检测系统，包括检测仓、红外光源、固定支架、红外光谱传感器、位移平台和嵌入式控制模块，位移平台中部开设有方形通孔，所述固定支架为U型支架，且包括第一侧杆、底杆和第二侧杆，所述固定支架设置在检测仓内，所述底杆与检测仓的侧壁连接，所述红外光源设置在第一侧杆的下表面，所述红外光谱传感器设置在第二侧杆的上表面，所述底杆内部设有X向传动轴和Y向传动轴，分别控制位移平台左右或前后移动，所述X向传动轴的一端和Y向传动轴的一端均与位移平台连接，所述红外光谱传感器设置在位移平台的下方，且与红外光源准直，所述位移平台与红外光谱传感器之间设有红外聚焦耦合透镜，所述嵌入式控制模块设置在检测仓内，且与红外光谱传感器连接。

优选的，所述嵌入式控制模块包括电机控制器、光谱传感器驱动电路、信号放大电路、模数转化器和嵌入式系统，所述X轴电机和Y轴电机的输入端均与电机控制器的输出端连接，所述X轴电机为X向传动轴提供动力，所述Y轴电机为Y向传动轴提供动力，所述光谱传感器驱动电路的输出端与光谱传感器的输入端相连接，所述信号放大电路和模数转化器的输入端均与红外光谱传感器输出端连接，所述信号放大电路和模数转化器的输出端均与嵌入式系统连接。

优选的，所述红外光源为钨灯、卤素灯或红外LED。

优选的，所述红外耦合透镜的材料为CaF₂、硅、ZnSe、MgF₂、ZnS、蓝宝石或石英。

优选的，所述X轴电机和Y轴电机为步进电机或伺服电机。