基于電阻抗信號的庫爾特計數(shù)器是最早實現(xiàn)細(xì)胞計數(shù)檢測的自動化設(shè)備之一。將庫爾特計數(shù)器原理與微流控芯片技術(shù)相結(jié)合的微流控阻抗細(xì)胞計數(shù)芯片（Microfluidic impedance cytometer,MIC）更加有利于發(fā)展成為小型化便攜式檢測設(shè)備,從而適用于臨場檢測（Point-of-care testing,POCT）等應(yīng)用場景。目前的微流控阻抗細(xì)胞計數(shù)芯片主要有共面電極和對面平行電極兩種電極排布方式,但兩者都存在電場強度在垂直方向上分布不均勻的缺陷,且均需要對每一塊芯片進行貴金屬鍍膜、光刻、蝕刻等過程,工藝繁瑣,不利于批量化生產(chǎn),成本也會隨之增高。針對以上這些問題,本論文在理論分析和仿真研究的基礎(chǔ)上,開發(fā)了一種基于低熔點金屬電極的微流控阻抗細(xì)胞計數(shù)芯片及系統(tǒng),不但使芯片的制作過程變得十分簡單,而且有效解決了垂直方向電場分布的均勻性問題,因此僅需平面聚焦就能實現(xiàn)較高的檢測精度和靈敏度。所開展的研究工作主要有幾下方面:（1）利用Comsol多物理場仿真軟件對檢測區(qū)域電場分布和有可能影響系統(tǒng)檢測精度、靈敏度的因素進行了仿真研究。結(jié)果表明,與排布于上下底面的平行電極相比,將電極設(shè)置在樣品通... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１癌癥轉(zhuǎn)移過程示意圖［４６］??

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文?緒論??細(xì)胞性質(zhì)進行分析。其原理如圖１．２所示，首先通過鞘液將含有細(xì)胞的樣品流壓縮，以確??保細(xì)胞可以逐一流經(jīng)檢測區(qū)域；穿過準(zhǔn)直激光束的細(xì)胞會對光產(chǎn)生前向散射（Ｆｏｒｗａｒｄ??ｓｃａｔｔｅｒ，ＦＳＣ）和側(cè)向散射（Ｓｉｄｅｓｃａｔｔｅｒ，?ＳＳＣ）。其中ＦＳＣ與細(xì)胞大小相關(guān)，粒徑越大的細(xì)??胞具有更強的前向散射信號；Ｓ?Ｓ?Ｃ可以反應(yīng)細(xì)胞的內(nèi)部復(fù)雜度，細(xì)胞內(nèi)部復(fù)雜度越高表示??細(xì)胞質(zhì)顆粒越多，光的側(cè)向散射越強；根據(jù)大小和內(nèi)部復(fù)雜度的差異可以將細(xì)胞分成不同??的細(xì)胞群體。除此之外，流式細(xì)胞儀還可以對標(biāo)記在細(xì)胞上的熒光分子進行檢測，從而表??征出細(xì)胞膜表面的生物標(biāo)志物。目前商品化流式細(xì)胞儀一般都具有極高的通量，對細(xì)胞的??分析速度高達１〇５個／秒，而且可以逬行多通道的熒光撿測，因而在生物醫(yī)學(xué)研究中具有??非常重要的價值，是目前最常用的細(xì)胞分析技術(shù)之一。但實際上，基于光學(xué)的流式細(xì)胞儀??也存在一些不足，包括復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)（圖１．３的流式細(xì)胞儀的硬件結(jié)構(gòu)包含了多種光學(xué)??器件，如激光器、偏轉(zhuǎn)板、光學(xué)撿測器、分光器等）、較高的成本、較大的儀器體積、需??要專業(yè)操作人員等等。這些不足嚴(yán)重限制了流式細(xì)胞儀在ＰＯＣＴ及資源有限環(huán)境／地區(qū)??的廣泛應(yīng)用。??圖１．２流式細(xì)胞儀的檢測原理示意圖［４７１??３??

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文?緒論??噴嘴?．，??湛光器??＿＿?＼Ｗ／ｙ?：?ｚ／Ｃ?前向角散射光檢測器??１［０￣ｎ?＿?＿．液淌充電信號??激光束＇?ｉＳＥＴ??正獅轉(zhuǎn)板繁負(fù)電＿板觀一了．齢??收料收雜?Ｈ／??廢液贄??圖１．３流式細(xì)胞儀硬件結(jié)構(gòu)示意圖［４８］??另一種是基于電信號的庫爾特計數(shù)器，最早是由Ｗａｌｌａｃｅ?Ｈ．?Ｃｏｕｌｔｅｒ和他的兄弟在??１９４０年代發(fā)現(xiàn)的，并在１９５３年申請了發(fā)明專利，之后成立了?一家名為庫爾特電子的公司??（后來被貝克曼儀器公司收購，并更名為貝克曼庫爾特）。其原理如圖１．４所示：庫爾特??計數(shù)器包括兩個接入電路并伸進導(dǎo)電溶液中的電極，電極之間有一個用絕緣材料分隔出??來的小孔；這個小孔附近的細(xì)胞都會使電路中的阻抗發(fā)生變化，當(dāng)細(xì)胞經(jīng)過小孔中心時，??阻抗變化最明顯；這些微小的阻抗變化被接入小孔的電路轉(zhuǎn)化為電壓或電流的變化，并在??信號接收端產(chǎn)生一個阻抗峰值，最終形成一個拋物線形狀的波峰信號。其峰值與細(xì)胞的體??積成正比關(guān)系，因此根據(jù)電路中電壓或電流的變化就可以分析出細(xì)胞的尺寸［７］。這項技術(shù)??首次實現(xiàn)了血細(xì)胞計數(shù)的自動化，也是當(dāng)前血液檢測中最常用的技術(shù)之一。??圖１．４庫爾特計數(shù)器結(jié)構(gòu)原理示意圖［４９］??目前商業(yè)化的流式細(xì)胞儀和庫爾特計數(shù)器雖然擁有較高的檢測精度和靈敏度，但這??兩種儀器一般都是用于實驗室或醫(yī)院的大型臺式儀器，不便于攜帶，也就不能滿足現(xiàn)場即??時檢測（Ｐｏｉｎｔ－ｏｆ－ｃａｒｅｔｅｓｔｉｎｇ，?Ｐ０ＣＴ）等需求，而且儀器的價格比較昂貴，檢測成本也較??４??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]家兔全血細(xì)胞電阻抗頻率特性[J]. 王力,陳林,馬青.  浙江大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)版). 2009(04)

博士論文
[1]微流控單細(xì)胞電阻檢測系統(tǒng)的開發(fā)與實驗研究[D]. 唐文來.東南大學(xué) 2017



本文編號：3097312