基于微流控芯片的圖像流式細(xì)胞儀設(shè)計(jì).pdf

1、圖像流式細(xì)胞儀是一種用來檢測(cè)生物細(xì)胞的，尤其是用在統(tǒng)計(jì)細(xì)胞數(shù)量、檢測(cè)細(xì)胞狀態(tài)等方面的當(dāng)前較為流行的生物細(xì)胞檢測(cè)儀器。但是這種儀器的造價(jià)昂貴、體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并不適用于普通生物實(shí)驗(yàn)室所要完成的細(xì)胞觀察及分類計(jì)數(shù)等簡(jiǎn)單任務(wù)。所以急需設(shè)計(jì)出一種能夠?qū)ζ胀ㄉ飳?shí)驗(yàn)室顯微鏡進(jìn)行功能升級(jí)的圖像流式細(xì)胞儀。
　　本論文中設(shè)計(jì)了一種新的基于微流控芯片及顯微鏡的圖像流式細(xì)胞儀，該圖像流式細(xì)胞儀以微流控芯片為樣品平臺(tái)，通過單片機(jī)控制樣品平臺(tái)移動(dòng)，

2、實(shí)現(xiàn)樣品視野的轉(zhuǎn)換，結(jié)合普通顯微鏡實(shí)現(xiàn)微流控芯片內(nèi)細(xì)胞圖像的自動(dòng)獲取，通過PC機(jī)端的圖像處理算法及軟件實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的輪廓跟蹤、識(shí)別和計(jì)數(shù)。本系統(tǒng)具有樣品需求量小、快速、準(zhǔn)確、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可以將實(shí)驗(yàn)室的普通顯微鏡升級(jí)成為圖像流式細(xì)胞儀，克服現(xiàn)有商用化圖像流式細(xì)胞儀價(jià)格昂貴、不便普及等缺點(diǎn)。
　　本文的主要內(nèi)容包括系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，軟硬件測(cè)試和應(yīng)用:
　　(1)按照系統(tǒng)的檢測(cè)原理對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和搭建，本系統(tǒng)具有硬件和軟件兩個(gè)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(jìn)電機(jī)控制模塊、系統(tǒng)機(jī)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(tái)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(duì)本系統(tǒng)硬件部分的測(cè)試，主要是對(duì)由單片機(jī)控制的移動(dòng)平臺(tái)模塊進(jìn)行測(cè)試。在測(cè)試中，顯微鏡視野下的樣品隨芯片移動(dòng)的距離主要由目鏡及物鏡的放大倍數(shù)、步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)及螺桿的螺紋間距所決定。經(jīng)過對(duì)這些參

4、數(shù)的計(jì)算和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到了靈活準(zhǔn)確的樣品移動(dòng)效果。
　　(3)完成了對(duì)本系統(tǒng)軟件部分的準(zhǔn)確性的測(cè)試，主要包括對(duì)不同大小的顆粒的分類計(jì)數(shù)結(jié)果的測(cè)試，對(duì)人體血液樣品中的紅細(xì)胞的計(jì)數(shù)結(jié)果的準(zhǔn)確程度測(cè)試和對(duì)海藻細(xì)胞濃度檢測(cè)功能的測(cè)試。對(duì)不同大小顆粒測(cè)試的主要作用是評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)體積不同的細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)時(shí)的分類識(shí)別能力。對(duì)海藻細(xì)胞和血液細(xì)胞樣品的測(cè)試體現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)樣品液濃度檢測(cè)和計(jì)算的準(zhǔn)確程度且體現(xiàn)了本系統(tǒng)的生物學(xué)意義。檢測(cè)結(jié)果表明:本系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)