一种活体单细胞阻抗快速检测系统及检测设备技术方案

本实用新型专利技术公开了一种活体单细胞阻抗快速检测系统及检测设备，该系统包括微流泵、信号发生器、微流控芯片细胞阻抗锁相检测模块以及数据采集卡，细胞阻抗锁相检测模块用于输出经锁相处理的细胞阻抗信号数据至数据采集卡；微流泵的输出端连接至微流控芯片的第一输入端，信号发生器的第一输出端连接至细胞阻抗锁相检测模块的第一输入端，信号发生器的第二输出端连接至微流控芯片的第二输入端，微流控芯片的输出端连接至细胞阻抗锁相检测模块的第二输入端，细胞阻抗锁相检测模块的输出端连接至数据采集卡的输入端；方案能够获取微弱的细胞阻抗检测信号，提高信噪比，有利于准确快速地检测细胞数量和存活率，可广泛应用于集成电子电路技术领域。子电路技术领域。子电路技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种活体单细胞阻抗快速检测系统及检测设备


[0001]本技术涉及电子电路
，尤其是一种活体单细胞阻抗快速检测系统及检测设备。

技术介绍

[0002]细胞存活率是评估细胞状态及疾病监测的重要指标，被广泛应用于生物和医学研究检测领域。
[0003]目前，死细胞和活细胞的区别体现在生理机能和性质的差异，细胞存活率检测常用方法中，染色法虽简单，但费时费力，精度不定，细胞容易污染从而不利于继续使用；流式法虽然精度高，但检测设备昂贵，而且被标记的细胞也无法继续使用。
[0004]细胞阻抗测量无需标记、快速无创且可以定量分析，尤其是可以在芯片上进行。在高渗溶液里，活细胞具有渗透能力，活细胞体积缩小而同时死细胞体积不变。利用这个特点，将包含活细胞和死细胞的细胞悬液与高渗溶液，分别通过微流泵注入微流芯片的通道混合。由于活细胞在高渗溶液的刺激下会发生收缩，而同时死细胞体积不变。死细胞由于体积未发生变化，其在电极间的电特性也未发生变化。通过电极连接的细胞阻抗检测电路会在细胞阻抗发生变化时，检测到其产生的脉冲信号，传给细胞阻抗检测电路。通过对该细胞阻抗信号的检测及信号的数据分析，获得活体单细胞的数量，从而确定细胞的存活率。
[0005]但是，在现有技术中，由于细胞阻抗检测的信号及其微弱，外界带来较大的噪声干扰。使得在较大的噪声中对微弱的细胞阻抗信号检测非常困难。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题之一，本技术的目的在于：提供一种准确率更高、能为精细的活体单细胞快速阻抗检测，以及对应的检测设备。
[0007]本技术所采取的技术方案是：
[0008]第一方面，本技术方案提供了一种活体单细胞阻抗快速检测系统，该系统包括微流泵、信号发生器、微流控芯片、细胞阻抗锁相检测模块以及数据采集卡；
[0009]其中，所述细胞阻抗锁相检测模块用于输出经锁相处理的细胞阻抗信号数据至所述数据采集卡；
[0010]所述微流泵的输出端连接至所述微流控芯片的第一输入端，所述信号发生器的第一输出端连接至所述细胞阻抗锁相检测模块的第一输入端，所述信号发生器的第二输出端连接至所述微流控芯片的第二输入端，所述微流控芯片的输出端连接至所述细胞阻抗锁相检测模块的第二输入端，所述细胞阻抗锁相检测模块的输出端连接至所述数据采集卡的输入端。
[0011]在一些可选的实施例中，所述细胞阻抗锁相检测模块包括前置放大器单元、带通滤波放大单元、锁相放大器单元、低通滤波单元以及放大器；
[0012]所述前置放大器单元的输出端连接至所述带通滤波放大单元的输入端，所述带通
滤波放大单元的输出端连接至所述锁相放大器单元的输入端，所述锁相放大器单元的输出端连接至所述低通滤波单元的输入端，所述低通滤波单元的输出端连接至所述放大器的输入端。
[0013]在一些可选的实施例中，所述微流控芯片的检测通道的检测孔连接有氧化铟锡检测电极，所述氧化铟锡检测电极连接至所述细胞阻抗锁相检测模块。
[0014]在一些可选的实施例中，所述锁相放大器单元为模拟乘法器芯片MPY634。
[0015]在一些可选的实施例中，所述前置放大器单元为OPA656芯片。
[0016]在一些可选的实施例中，所述带通滤波放大单元包括带通滤波放大器和功放芯片，所述带通滤波放大器的输出端连接至所述功放芯片的输入端，所述功放芯片的输出端连接至所述锁相放大器单元的输入端。
[0017]在一些可选的实施例中，所述锁相放大器单元包括模拟乘法器和低通滤波器，所述模拟乘法器的输出端连接至所述低通滤波器的输入端。
[0018]在一些可选的实施例中，所述放大器为高增益反向放大器。
[0019]在一些可选的实施例中，所述细胞阻抗锁相检测模块还包括电源供电单元；所述前置放大器单元、带通滤波放大单元、锁相放大器单元、低通滤波单元以及放大器均连接至所述电源供电单元。
[0020]第二方面，本技术提供了一种高分辨率复合数字模拟转换系统，该系统包括如第一方面中任一项所述的一种活体单细胞阻抗快速检测系统。
[0021]本技术的有益效果是：本申请的技术方案混频锁相处理，可以从噪声中有效地提取微弱的待测细胞阻抗信号，通过对细胞阻抗信号做进一步调理，从而获得高信噪比的细胞阻抗检测信号。再经后期的数据处理，从而确定细胞的活体数量及存活率等参数；方案能够有效获得微弱的细胞阻抗检测信号，提高了信噪比，有利于更准确快速地自动检测细胞数量和存活率。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本技术实施例提供的一种活体单细胞快速阻抗检测系统的结构示意图；
[0024]图2为本技术实施例中细胞阻抗锁相检测模块的结构示意图；
[0025]图3为本技术实施例中前置放大器单元的电路原理图；
[0026]图4为本技术实施例中带通滤波放大单元的电路原理图；
[0027]图5为本技术实施例中锁相放大器单元的电路原理图。
具体实施方式
[0028]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参
考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0029]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0030]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0031]本申请方案为了解决在细胞数量和存活率检测时，能够快速准确地判断活体单细胞，提出了活体单细胞快速阻抗检测的方案构思；方案可以采用同步相敏检测技术，通过LIA(lock
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种活体单细胞阻抗快速检测系统，包括微流泵、信号发生器以及微流控芯片，其特征在于，所述系统还包括细胞阻抗锁相检测模块以及数据采集卡；所述微流泵的输出端连接至所述微流控芯片的第一输入端，所述信号发生器的第一输出端连接至所述细胞阻抗锁相检测模块的第一输入端，所述信号发生器的第二输出端连接至所述微流控芯片的第二输入端，所述微流控芯片的输出端连接至所述细胞阻抗锁相检测模块的第二输入端，所述细胞阻抗锁相检测模块的输出端连接至所述数据采集卡的输入端。2.根据权利要求1所述的一种活体单细胞阻抗快速检测系统，其特征在于，所述细胞阻抗锁相检测模块包括前置放大器单元、带通滤波放大单元、锁相放大器单元、低通滤波单元以及放大器；所述前置放大器单元的输出端连接至所述带通滤波放大单元的输入端，所述带通滤波放大单元的输出端连接至所述锁相放大器单元的输入端，所述锁相放大器单元的输出端连接至所述低通滤波单元的输入端，所述低通滤波单元的输出端连接至所述放大器的输入端。3.根据权利要求1所述的一种活体单细胞阻抗快速检测系统，其特征在于，所述微流控芯片的检测通道的检测孔连接有氧化铟锡检测电极，所述氧化铟锡检测电极连接至所述细胞阻抗锁相检测模块。4.根据权利要求2所述的一种活体单细胞阻抗快速检测系统，其特征在于，所述锁相放大器单元包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱滨，邹丽丽，伊翔，
申请(专利权)人：广东省科学院健康医学研究所，
类型：新型
国别省市：