[0037] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0038] 基于表面声波技术的细胞计数方法,具体如下:
[0039] 1)在压电衬底上制作具有叉指电极的声表面波器件。
[0040] 2)在声表面波器件的声表面波传播路径上制作微流通道。
[0041] 3)通过微量泵连接注射器输送细胞流体(培养液和细胞的混合物)进入微流通道,利用鞘流技术驱动细胞流体实现聚焦,使微流通道中的细胞呈现单排列,细胞间保持距离,依次流过微流通道。
[0042] 4)声表面波器件与检测仪器连接,检测仪器工作后,测出传输参数,通过绘制传输参数在谐振频率点的值随着时间变化的图像,得到细胞数量信息。
[0043] 压电衬底材料选用铌酸锂晶体,叉指电极材料选用铝,微流通道材料选用玻璃,通过步骤1)和2)制作出具有微流通道的声表面波器件,在该声表面波器件的微流通道中注射细胞流体后,检测仪器(选用网络分析仪)进行分析,分析结果如图1(a)和(b)所示。图1(a)表示的是微流通道中有细胞和无细胞时的不同传输参数曲线;图1(b)表示的是传输参数在该声表面波器件谐振频率点时的值随时间的变化曲线,其中t0‑t1段表示的是通道中无细胞只含有细胞培养液的情况,t1‑t2段表示的是通道中出现了一颗细胞的情况,通过统计图中尖点个数,实现细胞计数。
[0044] 在压电衬底上制作具有叉指电极的声表面波器件,制作过程如下:
[0045] 步骤①、选用铌酸锂(LiNbO3)晶体作为压电衬底,先对压电衬底使用丙酮在超声机内反复清洗,再对压电衬底使用乙醇在超声机内反复清洗,然后用氮气烘干以备用,如图3(a)所示。
[0046] 步骤②、在步骤①的基础上,使用旋转涂胶机在压电衬底表面涂上一层光刻胶(负胶),如图3(b)所示。再放在热板上烘烤5分钟。
[0047] 步骤③在步骤②的基础上将掩模版一覆在光刻胶上,进行能量密度为5mw/cm2的紫外光曝光后去除掩模版一放入显影液显影,把显影后的压电衬底放在烤箱中烘烤2min去掉残余液体,如图3(c)所示。其中,掩模版一的形状如图2(a)和图2(b)所示,图2(a)为制作具有聚焦型叉指电极的声表面波器件的掩模版一形状,图2(b)为制作具有平行型叉指电极的声表面波器件的掩模版一形状。
[0048] 步骤④、在步骤③的基础上通过磁控溅射的方法在压电衬底上方生长一层100nm厚的铝(AL)膜,如图3(d)所示。
[0049] 步骤⑤、在步骤④的基础上,通过将镀完铝膜后的压电衬底放在丙酮中浸泡,将多余的光刻胶去掉,形成叉指电极,如图3(e)所示。
[0050] 制作完成的声表面波器件如图4(a)和图4(b)所示,图4(a)为具有聚焦型叉指电极的声表面波器件的平面图,图4(b)为具有平行型叉指电极的声表面波器件的平面图,1和2为一对叉指电极,3为压电衬底。
[0051] 声表面波器件是一种精密的加工技术,必须在超净间的环境中进行,空气中存在较大尘埃颗粒时,会在制成的声表面波中产生缺陷,导致器件失效。
[0052] 玻璃材料微流通道的制作如下:
[0053] 步骤(1)、选用玻璃作为通道衬底,先对通道衬底使用丙酮在超声机内反复清洗,再对通道衬底使用乙醇在超声机内反复清洗,然后用氮气烘干以备用,如图6(a)所示。
[0054] 步骤(2)、在步骤(1)的基础上,在通道衬底表面沉积一层Cr膜作为牺牲层,如图6(b)所示。
[0055] 步骤(3)、在步骤(2)的基础上,使用旋转涂胶机在Cr膜表面涂上一层光刻胶(正胶),如图6(c)所示,再放在热板上烘烤5分钟。
[0056] 步骤(4)、在步骤(3)的基础上将掩模版二覆在光刻胶上,如图6(d)所示。其中,掩模版二的形状如图5所示。
[0057] 步骤(5)、在步骤(4)的基础上,进行能量密度为5mw/cm2的紫外光曝光后去除掩模版二放入显影液中显影。如图6(e)所示。
[0058] 步骤(6)、在步骤(5)的基础上,用化学腐蚀剂除去曝光部位的Cr膜。如图6(f)所示。
[0059] 步骤(7)、在步骤(6)的基础上用氢氟酸对暴露出来的通道衬底进行刻蚀得到微流通道。如图6(g)所示。
[0060] 步骤(8)、在步骤(7)的基础上去掉剩余的光刻胶和Cr膜,如图6(h)所示。
[0061] 制作好的玻璃微流通道如图7所示,其中A,B,C为三个交叉的玻璃管道,作为进样管道,图中白点为溶液中的细胞。
[0062] 微流通道的制作通常有两种方案,微流通道材料可以选用玻璃或者聚合物。第一种是利用刻蚀技术在压电衬底上刻蚀沟道形成微流通道,本实施例采用第一种方案。第二种是将制作好的微流通道粘合在声表面波器件上。第二种方案中,如果选用聚合物材料,则利用氧等离子键合技术粘在声表面波器件上,或利用阳极键合方法粘在声表面波器件上;如果选用玻璃材料,则在微流通道下方涂上低粘度、低压缩性、可UV固化的环氧树脂胶,并在UV光照射下交联环氧树脂形成粘合。
[0063] 细胞计数系统的搭建如下:
[0064] 如图8(a)和图8(b)所示,细胞计数系统包括网络分析仪和pcb基板;将制备好的声表面波器件固定在PCB基板上,将声表面波器件的端口一用射频线接上网络分析仪上的端口一,声表面波器件的端口二用射频线接上网络分析仪的端口二;用微量泵连接三个注射器,三个注射器分别向玻璃管道A的入流口a通入细胞培养液,玻璃管道B的入流口b通入细胞与培养液的混合物,玻璃管道C的入流口c通入细胞培养液;玻璃管道A和玻璃管道C的出流口均连通玻璃管道B中部的汇流口e,玻璃管道B的出流口为d,玻璃管道A中细胞培养液、玻璃管道B中的细胞与培养液混合物以及玻璃管道C的细胞培养液在玻璃管道B的汇流口汇流后由玻璃管道B的出流口输出。通过控制流入玻璃管道A、B、C中液体的流速,在玻璃管道A和玻璃管道C的鞘流聚焦作用下,使得汇流口e到玻璃管道B的出流口d的这段管道中的细胞呈现单排列,细胞间保持一定的距离。连接端口一的叉指电极接上射频信号后,产生声表面波(SAW),并通过压电衬底表面和微流通道,被端口二的叉指电极接收,从而网络分析仪测得声表面波器件的传输参数(谐振频率点特征参量)。由于汇流口e到玻璃管道B的出流口d的微流通道中,是每隔一段时间流入一个细胞(图8(a)和图8(b)中的白点代表流入微流通道的细胞),当液体中不含细胞时,液体吸收的能量多,测得传输参数在谐振频率点的值S21=a(a为一个常数),当微流通道中的液体含有细胞的时候,由于细胞膜的作用,被吸收的能量变小,测得传输参数在谐振频率点的值S21=b(b为一个常数),由于a≠b,通过绘制传输参数S21在谐振频率点的值随着时间变化的图像,并统计图像中尖点的个数即可实现细胞计数。
[0065] 另外,本发明若用于粒子计数,则计数原理是基于同等体积的磷酸盐缓冲液和同等体积的粒子与磷酸盐缓冲液混合物吸收声波的能量不同,接收端叉指电极所获得的信号也不同,测得传输参数在谐振频率点的值便不同;通过绘制传输参数在谐振频率点的值随着时间变化的图像,并统计图像中尖点的个数即实现粒子计数。
[0066] 以上对本发明所提供的一种用于细胞计数的方法,对制作方法进行了介绍,且结合附图,进一步阐述本发明以上所述的具体实施方式对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明,应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等,均应包含在本发明的保护范围之内。