一种可扩展的基于单片集成微流道细胞操控与多模态检测的流式细胞仪及细胞检测分选方法
知识产权简介
本申请公开一种可扩展的基于单片集成微流道细胞操控与多模态检测的流式细胞仪，以解决现有集成流式细胞仪“依赖外部泵驱动”与“片上检测精度低”的问题。通过在 CMOS 平台上单片集成电渗流/介电泳驱动电极、阻抗检测电极及光电检测阵列，构建全片上微流体细胞操控与检测系统。在线检测时，先由片上电驱动模块实现无外部泵的细胞精准输送，再经同一流道区域内的阻抗检测、阴影成像与荧光检测三种模态并行获取细胞电学、形态及分子信息，各模态信号经片上电路融合处理，结合细胞位置信息校正检测偏差，最终输出含多维度特征与置信度评估的细胞分类结果，实现细胞精准分选。本发明提升了集成流式细胞仪的集成度、检测精度与可扩展性。
转化前景
本申请通过“CMOS 单片全集成+三模态混合布局+片上电驱动”的技术架构，对细胞样本先进行“片上电驱动精准输送”，再经“同一区域阻抗-阴影-荧光三模态并行检测”，结合“细胞位置信息校正检测偏差”与 “多模态特征融合分类”，实现“高通量细胞检测与精准分选”；相较于现有集成流式细胞仪技术，本申请可避免“外部泵驱动导致的体积与功耗瓶颈”“单一检测模态导致的精度局限”“分离布局导致的位置偏差”， 在集成度、检测精度、功能完整性上具有显著技术优势。此外，本申请针对即时诊断（POCT）与精准医疗核心痛点构建技术体系：一方面，通过 CMOS 单片集成将传统台式流式细胞仪的“流体驱动、 多模态检测、细胞分选”功能压缩至芯片尺寸，无需外部泵与复杂光学系统，解决便携式设备“体积大、功耗高、操作复杂”的核心难题，可广泛应用于基层医疗、现场快速检测、野外救援等场景; 另一方面，三模态融合检测从“电学-形态-分子”多维度表征细胞，结合位置信息校正机制，可满足临床检测“高灵敏度、高特异性、低误判”的核心需求，特别适用于循环肿瘤细胞检测、免疫细胞分型、干细胞鉴定、艾滋病CD4计数等精准医疗场景，为疾病早期诊断与疗效监测提供核心技术支撑。