[发明专利]循环肿瘤细胞分离分析与分型计数的光流控流式细胞仪

摘要

本发明涉及肿瘤细胞检测技术领域，尤其涉及循环肿瘤细胞分离分析与分型计数的光流控流式细胞仪。该仪器包括进样模块、多级微流控芯片、光学检测模块、信号采集与数据处理模块和系统控制模块；所述进样模块、多级微流控芯片、光学检测模块、信号采集与数据处理模块依次连接，所述系统控制模块与进样模块、光学检测模块、信号采集与数据处理模块均连接。本发明结合了微流控芯片、流体力学和流式细胞术的优势，并通过独特的硬件和软件系统的架构与集成，实现了自动、连续的血液样品注入、循环肿瘤细胞的高效分离、3D聚焦和高灵敏、多参数、实时原位的单细胞分析等操作与敏感、高通量的分型计数检测。

主权项

1.循环肿瘤细胞分离分析与分型计数的光流控流式细胞仪，其特征在于，包括：进样模块、多级微流控芯片、光学检测模块、信号采集与数据处理模块和系统控制模块；所述进样模块由四路微型注射泵组成；所述四路微型注射泵的输入端与系统控制模块的微型注射泵驱动电路相连，构成对四路微型注射泵的独立或/和同步的可编程控制；所述多级微流控芯片包括：一级分离单元、二级3D聚焦单元、光学检测通道和流阻匹配单元；其中：所述一级分离单元为顺时针或逆时针的螺旋通道结构，所述螺旋通道结构的一端设置有鞘液入口和样品入口，另一端设置有内出口和外出口；所述二级3D聚焦单元为基于“弯道”的垂直聚焦与基于两个水平鞘液通道的水平聚焦的结合，所述弯道的弯曲度为90°，所述弯道的入口端连接有内侧流道和外侧流道，所述内侧流道的另一端和一级分离单元的内出口相连，所述外侧流道的入口与垂直鞘液入口相连，所述弯道的出口端连接有光学检测通道和水平鞘液通道，所述水平鞘液通道为两个，对称分布于光学检测通道两侧，且水平鞘液通道与光学检测通道垂直，所述两个水平鞘液通道的另一端均与水平鞘液入口相连；所述光学检测通道的另一端为循环肿瘤细胞出口；所述流阻匹配单元为蛇形弯管结构，所述蛇形弯管结构的入口与一级分离单元的外出口相连，所述蛇形弯管结构的出口为废液出口；所述光学检测模块包括激光激发光路、荧光收集与探测光路；其中，所述激光激发光路包括：双波长激光器，扩束、准直组件，第一反射镜，多频带二向色镜，第二反射镜和平场消复色差物镜；其中：所述双波长激光器出射的水平光路上同轴地设有扩束、准直组件和第一反射镜，所述第一反射镜的反射光路上同轴地设有多频带二向色镜，所述多频带二向色镜的反射光路上同轴地设有第二反射镜，所述第二反射镜的反射光路上同轴地设有平场消复色差物镜；所述荧光收集与探测光路包括：平场消复色差物镜、第二反射镜、多频带二向色镜、第一二向色镜、第一滤波器、第一透镜、第一针孔、第一光电探测器、第二二向色镜、第二滤波器、第二透镜、第二针孔、第二光电探测器、第三二向色镜、第三滤波器、第三透镜、第三针孔、第三光电探测器、第四滤波器、第四透镜、第四针孔和第四光电探测器；其中：所述第四透镜的轴与平场消复色差物镜、第一透镜、第二透镜和第三透镜的轴垂直并相交，且交点处分别设置有第二反射镜、第一二向色镜、第二二向色镜和第三二向色镜，所述第二反射镜和第一二向色镜之间同轴地设有多频带二向色镜；所述第一二向色镜的反射光路上同轴地依次设置有第一滤波器、第一透镜、第一针孔和第一光电探测器，构成绿色荧光检测；所述第二二向色镜的反射光路上同轴地依次设置有第二滤波器、第二透镜、第二针孔和第二光电探测器，构成黄色荧光检测；所述第三二向色镜的反射光路上同轴地依次设置有第三滤波器、第三透镜、第三针孔和第三光电探测器，构成红色荧光检测；所述第三二向色镜的透射光路上同轴地依次设置有第四滤波器、第四透镜、第四针孔和第四光电探测器，构成近红外荧光检测；所述信号采集与数据处理模块包括四通道数据采集卡和数据处理软件；其中：所述四通道数据采集卡的输入端分别与第一光电探测器、第二光电探测器、第三光电探测器和第四光电探测器的输出端连接，所述四通道数据采集卡的输出端和系统控制模块相连；所述系统控制模块包括：嵌入式微处理器和安装有系统控制软件的外部计算机；其中：所述嵌入式微处理器与外部计算机机之间设有RS242通讯接口；所述嵌入式微处理器分别与微型注射泵驱动电路、三维平移驱动电路、双波长激光器的控制电路和信号采集与数据处理的控制电路相连；所述外部计算机用于对试验参数的设定以及四路微型注射泵、双波长激光器、四通道数据采集卡、三维平移执行机构和三维平移台的控制与自动化运行。