一种用于测量细胞S参数的检测平台及其检测方法

技术特征：
1.一种用于测量细胞s参数的检测平台，包括微流控模块、探针台模块、成像模块和计算机单元(35)；其特征在于：微流控模块包括细胞捕获检测传感器、输出导管(21)和溶液收集器(22)；细胞捕获检测传感器用于实现细胞的捕获，释放以及s参数检测，其上设置有用于细胞捕获的微流道，以及用于s参数检测的波导电极；微流道上设置有输入口(1)，输出口(2)、控制端口(3)和细胞捕获通道；细胞捕获通道能够捕获输入口(1)中输入的细胞溶液中的细胞；所述微流道的输出口(2)与溶液收集器之间通过输出导管(21)连接；所述的成像模块设置在微流道的细胞捕获通道的正上方，用于细胞捕获通道中的细胞的显微拍摄；所述的细胞捕获检测传感器包括共面波导基板、流道基板(19)；共面波导基板包括玻璃基底和波导电极，其中波导电极包括相互平行的三条铜导线；三条铜导线依次为第一地线(11)、源线(12)和第二地线(13)；流道基板(19)设置在共面波导基板(4)上；微流道设置在流道基板(19)上；微流道的细胞捕获通道中的检测区域(8)位于第一地线(11)与源线(12)之间；所述的细胞捕获检测传感器安装在探针台模块上；源线和地线通过探针台模块上的探针引出至网络分析仪(28)。2.根据权利要求1所述的一种用于测量细胞s参数的检测平台，其特征在于：所述的微流控模块还包括注射器(16)、微流注射泵(17)和输入导管(18)；注射器(16)安装在微流注射泵(1)上，用于存储和输出含有细胞样本的溶液；注射器的注射口与细胞捕获检测传感器的输入口(1)通过输入导管(18)连接；微流注射泵(17)和计算机(35)之间通过串口线(33)连接。3.根据权利要求1所述的一种用于测量细胞s参数的检测平台，其特征在于：所述微流道的控制端口(3)通过控制导管引出，控制导管能够向微流道的控制端口(3)充压。4.根据权利要求1所述的一种用于测量细胞s参数的检测平台，其特征在于：所述的成像模块包括五倍的物镜(29)、光路匹配器(30)和显微镜摄像头(31)，显微镜摄像头的信号输出接口与计算机(35)连接。5.根据权利要求1所述的一种用于测量细胞s参数的检测平台，其特征在于：所述的探针台模块包括探针台(23)、第一探针(24)、第一同轴线(27)、第二探针(25)、第二同轴线(27)和网络分析仪(28)；第一探针(24)和第二探针(24)安装在探针台(23)上；网络分析仪(28)的第一接线端口和第一探针(24)通过第一同轴线(26)连接，网络分析仪(28)的第二接线端口和第二探针(25)通过第二同轴线(27)连接；第一探针(24)、第二探针(25)与细胞捕获检测传感器上波导电极的两端分别连接。6.根据权利要求1所述的一种用于测量细胞s参数的检测平台，其特征在于：网络分析仪(28)与计算机(35)通过网线(34)连接。7.根据权利要求1所述的一种用于测量细胞s参数的检测平台，其特征在于：所述的共面波导基板上设置有第一定位点(15)；所述的流道基板上设置有第二定位点(10)；共面波导基板与流道基板通过第一定位点(15)与第二定位点(10)进行定位并键合。8.根据权利要求1所述的一种用于测量细胞s参数的检测平台，其特征在于：三条铜导线厚度均为1μm；源线(12)的宽度为60μm；源线(12)与第一地线(11)、第二地线(13)的间距均为30μm。9.根据权利要求1所述的一种用于测量细胞s参数的检测平台，其特征在于：所述的微流通道包括输入口(1)、输出口(2)、控制端口(3)、运输通道(5)、捕获通道(6)和阻塞结构；
运输通道(5)的两端与输入口(1)、输出口(2)分别连通；运输通道(5)的中间位置与捕获通道(6)的一端连通；捕获通道(6)的另一端连接阻塞结构；阻塞结构包括阻塞通道(7)检测区域(8)和汇流通道；检测区域(8)与捕获通道(6)连接；汇流通道与检测区域(8)间隔设置，并通过多条阻塞通道(7)连接；检测区域(8)大于被测细胞的直径；细胞无法通过阻塞通道(7)；汇流通道与控制端口(3)连通。10.如权利要求1所述的一种用于测量细胞s参数的检测平台的检测方法，其特征在于：步骤一、将探针接入到细胞捕获检测传感器前完成标准的校准流程，包括网络分析仪(28)的频率范围，步长，中频带宽和功率设置；探针调平，开路、短路、负载、直通校准；完成校准后再把探针接入到细胞捕获检测传感器；步骤二、调整成像模块，使得能够清晰地观察到检测区域(8)的图像；步骤三、向微流道的输入口(1)注入含有细胞的溶液；步骤四、捕获阶段，将微流通道的控制端口(3)悬空，进入到捕获通道(8)的细胞被阻塞通道(7)阻塞，细胞停留在检测区域(8)中；当检测区域(8)的细胞数量达到要求时，堵住控制端口，等待网络分析仪完成新的一次扫描后保存s参数；步骤五、细胞释放阶段，对控制端口(3)引出的导管施加压力，被捕获的细胞在压力作用下离开检测区域(8)沿着微流通道朝向输出端口(2)方向移动。

技术总结
本发明公开了一种用于细胞的S参数的检测平台，该平台能够观察和记录细胞的位置和S参数。提出的平台包括4个功能块，分别为微流控模块，显微成像模块，探针台和数据处理单元。其中微流控模块，把细胞样本输送到检测区域；显微成像模块，放大检测区域；探针台模块，实现传感器的连接和获取S参数；数据处理单元，实现细胞的观察，系统的控制。整个细胞的S参数的测试平台中微流控技术与电学测量通过一种细胞捕获检测传感器的连接，该传感器中包含特殊设计的微流管道和电极。整个测试平台能够有效地观察细胞的捕获和测量细胞的S参数。细胞的捕获和测量细胞的S参数。细胞的捕获和测量细胞的S参数。


技术研发人员：黄汐威 陈津 苏江涛 孙玲玲
受保护的技术使用者：杭州电子科技大学
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2022/4/15