一种葡萄糖溶液检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种葡萄糖溶液检测装置及方法。该装置包括计算机、细胞图像采集模块、溶液输送模块和细胞放置模块，溶液输送模块包括输液泵、若干个用于放置待测溶液的检测容器和用于放置pbs缓冲液的缓冲液容器，检测容器底部设有第一输液管，第一输液管的前端设有第一电磁阀，缓冲液容器底部设有第二输液管，第二输液管的前端设有第二电磁阀，输液泵的进液管路与第一输液管、第二输液管连通，输液泵的出液管路与细胞放置模块连通，计算机分别与细胞图像采集模块、输液泵、第一电磁阀、第二电磁阀电连接。本发明专利技术利用细胞成像的方法，不与被测细胞有接触，降低了外界带来的干扰，排除了影响细胞瞬间生理状态的干扰因素，检测准确度高。

A glucose solution detection device and method

【技术实现步骤摘要】
一种葡萄糖溶液检测装置及方法
本专利技术涉及溶液检测
，尤其涉及一种葡萄糖溶液检测装置及方法。
技术介绍
现有的葡萄糖溶液浓度检测技术方法有膜片钳方法、仿生味觉检测法、电化学细胞传感器方法。膜片钳方法虽然可以检测单细胞的离子通道响应信号，但是其仪器使用操作不方便，而且只能在实验室使用。仿生味觉检测技术虽然可以一定程度上实现味觉物质的分类，但是其重复性和准确性都有局限性。电化学细胞传感器方法虽然可以一定程度上实现味觉物质的检测目标，但是其重复性也存在局限性。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述技术问题，提供了一种葡萄糖溶液检测装置及方法，其利用细胞成像的方法，不与被测细胞有接触，极大的降低了外界带来的干扰，排除了影响细胞瞬间生理状态的干扰因素，检测时效快，检测准确度高。为了解决上述问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术的一种一种葡萄糖溶液检测装置，包括计算机、细胞图像采集模块、溶液输送模块和细胞放置模块，所述溶液输送模块包括输液泵、若干个用于放置待测溶液的检测容器和用于放置pbs缓冲液的缓冲液容器，所述检测容器底部设有第一输液管，所述第一输液管的前端设有第一电磁阀，所述缓冲液容器底部设有第二输液管，所述第二输液管的前端设有第二电磁阀，所述输液泵的进液管路与第一输液管、第二输液管连通，所述输液泵的出液管路与细胞放置模块连通，所述计算机分别与细胞图像采集模块、输液泵、第一电磁阀、第二电磁阀电连接。在本方案中，检测时，将味觉受体细胞组织放置在细胞放置模块上，将待测溶液倒入一个检测容器，细胞图像采集模块采集味觉受体细胞组织，从中选择一个轮廓清晰且不与其他细胞重叠的味觉受体细胞作为检测细胞。首先，第二电磁阀打开，输液泵将pbs缓冲液输送到细胞放置模块清洗检测细胞，接着，第二电磁阀关闭，容纳待测溶液的检测容器的第一电磁阀打开，微量蠕动泵将待测溶液输送到细胞放置模块上的检测细胞进行刺激，细胞图像采集模块采集检测细胞的形态特征、颜色特征、纹理特征并输送到计算机，重复上述步骤多次，计算机综合分析检测细胞的形态特征、颜色特征、纹理特征的变化情况判断待测溶液是否是葡萄糖溶液，如果是葡萄糖溶液则计算出它的浓度。检测过程中，温度保持在37℃±0.2℃。味觉受体细胞为LM3肝癌细胞。作为优选，所述细胞放置模块包括放置台，所述放置台上表面设有放置槽，所述放置台上表面两侧分别设有进液口和出液口，所述放置台上表面还设有连通进液口与放置槽的第一导流槽、连通出液口与放置槽的第二导流槽，所述进液口通过管路与输液泵的出液管路连通，所述出液口通过管路连接废液收集器。作为优选，所述输液泵为微量蠕动泵。本专利技术的一种葡萄糖溶液检测方法，用于上述的一种葡萄糖溶液检测装置，包括以下步骤：S1：将味觉受体细胞组织放置在放置槽内，将待测溶液倒入检测容器；S2：细胞图像采集模块采集味觉受体细胞组织图像，从中选择一个轮廓清晰且不与其他细胞重叠的味觉受体细胞作为检测细胞；S3：第二电磁阀打开，输液泵将pbs缓冲液输送到放置槽内清洗检测细胞，接着，第二电磁阀关闭，容纳待测溶液的检测容器的第一电磁阀打开，微量蠕动泵将待测溶液输送到放置槽内的检测细胞上进行刺激，细胞图像采集模块采集检测细胞的形态特征、颜色特征、纹理特征并输送到计算机，计算机计算出评价指标KC1、评价指标KC2；S4：重复执行步骤是S3N次，得到N个评价指标KC1、N个评价指标KC2；S5：将N个评价指标KC1作为输入数据KC1(t)输入一层非线性动力学模型：其中，V(x，t)为势函数，x(t)为布朗运动粒子运动轨迹函数，a、b、c为设定的常数，ξ(t)为激励噪声，D为激励噪声强度，为周期性正弦信号，A是信号幅度，f是信号频率，t为运动时间，为相位，设计算V(x，t)对于x的一阶导数和二阶导数，并且使等式等于0，得到二层非线性动力学模型：设定噪声强度D＝0，KC1(t)＝0；计算得到A的临界值为将A的临界值代入一层非线性动力学模型中，并设定x0(t)＝0，sn0＝0，采用四阶珑格库塔算法求解一层非线性动力学模型，得到：并计算：其中，xn(t)为x(t)的第n阶导数，snn-1为S(t)的第n-1阶导数在t＝0处的值，snn+1为S(t)的第n+1阶导数在t＝0处的值，n＝0，1，…，N-1；可以得到x1(t)，x2(t)，…，xn+1(t)的值；对x1(t)，x2(t)，…，xn+1(t)进行积分，得到x(t)，计算出x(t)的绝对值最大值x(t)m，x(t)的均值利用公式计算二阶非线性动力学模型输出的信噪比SNR，其中，ΔU＝3a3/20bc2，以激励噪声强度D为X轴，信噪比SNR为Y轴建立直角坐标系，画出信噪比SNR曲线，找出信噪比SNR曲线中特征峰的横坐标值xe，并将横坐标值xe与预先取得的葡萄糖溶液对应的特征峰横坐标值范围比较，如果xe位于葡萄糖溶液对应的特征峰横坐标值范围内，则待测溶液即为葡萄糖溶液，执行步骤S6，否则待测溶液不是葡萄糖溶液，检测结束；S6：将N个评价指标KC2取平均，得到平均值作为y′值代入对应葡萄糖溶液的检测模型中y′＝hx′+k，h、k为常数，x′为溶液浓度，计算出待测溶液的浓度。作为优选，所述细胞图像采集模块采集检测细胞的形态特征、颜色特征、纹理特征并输送到计算机，计算机计算出评价指标KC1、评价指标KC2的方法包括以下步骤：M1：细胞图像采集模块提取检测细胞的细胞面积A′、细胞周长PS、细胞偏心率ECR、细胞圆度RCR；M2：细胞图像采集模块提取检测细胞的细胞像素值空间分布的均值MVS、标准差SDS、平滑度EVS、三阶矩TMS、一致性CSS、熵ENS；M3：计算出细胞形态特征因子计算出细胞颜色特征因子计算出细胞纹理特征因子M4：计算出评价指标KC1、评价指标KC2：面积A′＝∑f(x，y)，即统计满足条件f(x，y)＝1的像素点的个数。周长PS：为细胞边界所占据的所有像素点的总和，通过计算细胞区域边界上相邻像素点的距离之和来表示，假设细胞区域的边界链码为{a1a2…an}，并且每个码段ai的长度Δli表示，则周长的表达式为：其中，nu为链码中偶数码的数量，ns为链码找那个奇数码的数量。偏心率ECR：用于计算细胞核在细胞内的偏心位置，为细胞范围内具有等同标准二阶中心距的离心率，其中c为细胞范围内的半焦距，q为细胞范围内的半长轴距。细胞圆度RCR：假设z表示灰度级的随机量，那么对应的直方图为：p(zi)，i＝0，1，2…，L-1，L表示灰度级数量，均值标准差平滑度三阶矩一致性熵评价指标KC1，是用来突出检测过程中形态、颜色对于细胞的影响，同时差异化使用了细胞纹理指标对细胞检测效果的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种葡萄糖溶液检测装置，其特征在于，包括计算机(1)、细胞图像采集模块(2)、溶液输送模块和细胞放置模块，所述溶液输送模块包括输液泵(3)、若干个用于放置待测溶液的检测容器(13)和用于放置pbs缓冲液的缓冲液容器(14)，所述检测容器(13)底部设有第一输液管，所述第一输液管的前端设有第一电磁阀(4)，所述缓冲液容器(14)底部设有第二输液管，所述第二输液管的前端设有第二电磁阀(5)，所述输液泵(3)的进液管路与第一输液管、第二输液管连通，所述输液泵(3)的出液管路与细胞放置模块连通，所述计算机(1)分别与细胞图像采集模块(2)、输液泵(3)、第一电磁阀(4)、第二电磁阀(5)电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种葡萄糖溶液检测装置，其特征在于，包括计算机(1)、细胞图像采集模块(2)、溶液输送模块和细胞放置模块，所述溶液输送模块包括输液泵(3)、若干个用于放置待测溶液的检测容器(13)和用于放置pbs缓冲液的缓冲液容器(14)，所述检测容器(13)底部设有第一输液管，所述第一输液管的前端设有第一电磁阀(4)，所述缓冲液容器(14)底部设有第二输液管，所述第二输液管的前端设有第二电磁阀(5)，所述输液泵(3)的进液管路与第一输液管、第二输液管连通，所述输液泵(3)的出液管路与细胞放置模块连通，所述计算机(1)分别与细胞图像采集模块(2)、输液泵(3)、第一电磁阀(4)、第二电磁阀(5)电连接。


2.根据权利要求1所述的一种葡萄糖溶液检测装置，其特征在于，所述细胞放置模块包括放置台(6)，所述放置台(6)上表面设有放置槽(7)，所述放置台(6)上表面两侧分别设有进液口(8)和出液口(9)，所述放置台(6)上表面还设有连通进液口(8)与放置槽(7)的第一导流槽(10)、连通出液口(9)与放置槽(7)的第二导流槽(11)，所述进液口(8)通过管路与输液泵(3)的出液管路连通，所述出液口(9)通过管路连接废液收集器。


3.根据权利要求1所述的一种葡萄糖溶液检测装置，其特征在于，所述输液泵(3)为微量蠕动泵。


4.一种葡萄糖溶液检测方法，用于权利要求2所述的一种葡萄糖溶液检测装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将味觉受体细胞组织放置在放置槽内，将待测溶液倒入检测容器；
S2：细胞图像采集模块采集味觉受体细胞组织图像，从中选择一个轮廓清晰且不与其他细胞重叠的味觉受体细胞作为检测细胞；
S3：第二电磁阀打开，输液泵将pbs缓冲液输送到放置槽内清洗检测细胞，接着，第二电磁阀关闭，容纳待测溶液的检测容器的第一电磁阀打开，微量蠕动泵将待测溶液输送到放置槽内的检测细胞上进行刺激，细胞图像采集模块采集检测细胞的形态特征、颜色特征、纹理特征并输送到计算机，计算机计算出评价指标KC1、评价指标KC2；
S4：重复执行步骤是S3N次，得到N个评价指标KC1、N个评价指标KC2；
S5：将N个评价指标KC1作为输入数据KC1(t)输入一层非线性动力学模型：



其中，V(x，t)为势函数，x(t)为布朗运动粒子运动轨迹函数，a、b、c为设定的常数，ξ(t)为激励噪声，D为激励噪声强度，为周期性正弦信号，A是信号幅度，f是信号频率，t为运动时间，为相位，设
计算V(x，t)对于x的一阶导数和二阶导数，并且使等式等于0，得到二层非线性动力学模型：



设定噪声强度D＝0，K...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘怡，周炜翔，张飞翔，毛欣怡，方旭东，朱博威，阮肖镕，惠国华，郜园园，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33