基于微流控芯片的圖像流式細胞儀設計.pdf

1、圖像流式細胞儀是一種用來檢測生物細胞的，尤其是用在統(tǒng)計細胞數(shù)量、檢測細胞狀態(tài)等方面的當前較為流行的生物細胞檢測儀器。但是這種儀器的造價昂貴、體積龐大、結(jié)構(gòu)復雜，并不適用于普通生物實驗室所要完成的細胞觀察及分類計數(shù)等簡單任務。所以急需設計出一種能夠?qū)ζ胀ㄉ飳嶒炇绎@微鏡進行功能升級的圖像流式細胞儀。
　　本論文中設計了一種新的基于微流控芯片及顯微鏡的圖像流式細胞儀，該圖像流式細胞儀以微流控芯片為樣品平臺，通過單片機控制樣品平臺移動，

2、實現(xiàn)樣品視野的轉(zhuǎn)換，結(jié)合普通顯微鏡實現(xiàn)微流控芯片內(nèi)細胞圖像的自動獲取，通過PC機端的圖像處理算法及軟件實現(xiàn)細胞的輪廓跟蹤、識別和計數(shù)。本系統(tǒng)具有樣品需求量小、快速、準確、成本低等優(yōu)點，可以將實驗室的普通顯微鏡升級成為圖像流式細胞儀，克服現(xiàn)有商用化圖像流式細胞儀價格昂貴、不便普及等缺點。
　　本文的主要內(nèi)容包括系統(tǒng)的設計，軟硬件測試和應用:
　　(1)按照系統(tǒng)的檢測原理對檢測系統(tǒng)進行設計和搭建，本系統(tǒng)具有硬件和軟件兩個部分。其

3、中，硬件部分主要由顯微鏡及攝像頭、微流控芯片、步進電機控制模塊、系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)等構(gòu)成。軟件部分主要包括拍攝軟件和圖像處理軟件，圖像處理軟件用C++語言在VC++6.0開發(fā)平臺下編寫，包括圖形處理、文件管理、軟件界面等功能模塊。
　　(2)完成了對本系統(tǒng)硬件部分的測試，主要是對由單片機控制的移動平臺模塊進行測試。在測試中，顯微鏡視野下的樣品隨芯片移動的距離主要由目鏡及物鏡的放大倍數(shù)、步進電機轉(zhuǎn)動圈數(shù)及螺桿的螺紋間距所決定。經(jīng)過對這些參

4、數(shù)的計算和進行實驗，得到了靈活準確的樣品移動效果。
　　(3)完成了對本系統(tǒng)軟件部分的準確性的測試，主要包括對不同大小的顆粒的分類計數(shù)結(jié)果的測試，對人體血液樣品中的紅細胞的計數(shù)結(jié)果的準確程度測試和對海藻細胞濃度檢測功能的測試。對不同大小顆粒測試的主要作用是評價系統(tǒng)對體積不同的細胞進行檢測時的分類識別能力。對海藻細胞和血液細胞樣品的測試體現(xiàn)系統(tǒng)對樣品液濃度檢測和計算的準確程度且體現(xiàn)了本系統(tǒng)的生物學意義。檢測結(jié)果表明:本系統(tǒng)能夠快速準