细胞分析装置的制作方法

1.本技术涉及生物技术领域，特别是涉及一种细胞分析装置。


背景技术：

2.细胞分析包括对细胞的形态以及细胞活性进行分析。细胞活性的分析基于细胞计数实现。目前，常采用全自动高通量细胞计数仪进行多通道细胞计数、分析，可以使研究者更加准确、客观得出实验数据，同时操作快速简便，重复性好，可大幅节省研发人员实验时间。
3.目前市场上的大部分细胞计数仪大都是基于明场成像，但是明场成像得到的图像的质量有限，后续根据该图像对待测样本的细胞进行分析，得到的分析结果不准确。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高细胞检测分析结果的准确性的细胞分析装置。
5.本技术提供了一种细胞分析装置，该装置包括：光学模块、处理模块以及进样模块，
6.进样模块，用于放置样品板，该样品板上设置有多个检测通道，该检测通道内放置有待检测细胞样本；
7.光学模块，用于在暗场成像环境下采集该待检测细胞样本的暗场图像，以及，在明场成像环境下采集染色后的所述待检测细胞样本的明场图像或在荧光成像环境下采集染色后的所述待检测细胞样本的荧光图像；
8.处理模块，用于根据所述暗场图像和所述明场图像进行细胞分析，得到所述待检测细胞样本的细胞分析结果，
9.或者，
10.根据所述暗场图像和所述荧光图像进行细胞分析，得到所述待检测细胞样本的细胞分析结果。
11.在其中一个实施例中，该处理模块，还用于在暗场成像环境下控制光学模块采用第一光源照射该待检测细胞样本，该第一光源不具备荧光激发功能。
12.在其中一个实施例中，该处理模块，还用于在明场成像环境下控制光学模块采用第一光源照射染色后的该待检测细胞样本。
13.在其中一个实施例中，处理模块，还用于在荧光成像环境下控制光学模块采用第二光源照射染色后的待检测细胞样本，第二光源具备荧光激发功能。
14.在其中一个实施例中，该第二光源包括多种不同染色模式对应的荧光光源。
15.该处理模块，具体用于从该第二光源中确定待控制的目标荧光光源，在荧光成像环境下控制光学模块采用该目标荧光光源照射染色后的待检测细胞样本。
16.在其中一个实施例中，该处理模块包括控制单元以及指示单元，
17.该控制单元，用于确定该检测通道是否移动至该检测通道对应的观察点；
18.该指示单元，用于在该控制单元确定该检测通道移动至该检测通道对应的观察点时，指示该处理模块控制该光学模块照射该待检测细胞样本。
19.在其中一个实施例中，该进样模块包括位置检测单元以及移动单元，该样品板设置在该移动单元上，
20.该位置检测单元，用于实时检测该移动单元的位置，并将检测结果传输至该控制单元；
21.该控制单元，用于根据该检测结果确定该检测通道是否移动至该检测通道对应的观察点。
22.在其中一个实施例中，该处理模块，还用于执行对所有待检测细胞样本的检测任务后，控制该样品板复位。
23.在其中一个实施例中，该处理模块，还用于根据该多个检测通道的编号确定该进样模块的运行轨迹，并根据该运动轨迹控制该检测通道移动至该检测通道对应的观察点。
24.在其中一个实施例中，该多个检测通道的编号的排列顺序与该进样模块的运行轨迹相关。
25.上述细胞分析装置，包括：光学模块、处理模块以及进样模块，其中，进样模块，用于放置样品板，该样品板上设置有多个检测通道，该检测通道内放置有待检测细胞样本；光学模块，用于在暗场成像环境下采集该待检测细胞样本的暗场图像，以及，在明场成像环境下采集染色后的所述待检测细胞样本的明场图像或在荧光成像环境下采集染色后的所述待检测细胞样本的荧光图像；处理模块，用于根据所述暗场图像和所述明场图像进行细胞分析，得到所述待检测细胞样本的细胞分析结果，或者，根据所述暗场图像和所述荧光图像进行细胞分析，得到所述待检测细胞样本的细胞分析结果。也就是说，本技术实施例中的细胞分析装置能够提供多通道的细胞检测样品板，一次性实现高通量的细胞计数检测，能够提高细胞检测的效率；另外，该细胞分析装置中的光学模块还能够提供暗场成像环境、明场成像环境以及荧光成像环境，进而得到待测细胞样本的暗场图像、明场图像以及荧光图像，通过对暗场图像和明场图像进行分析或者对暗场图像和荧光图像进行分析，能够得到不同维度的细胞检测结果，相比于现有技术中仅通过明场对细胞样本进行检测得到的细胞检测结果，本实施例中通过暗场、明场以及荧光相结合的方式对细胞样本进行检测，得到的不同维度的细胞检测结果的准确性更高。
附图说明
26.图1为本技术实施例提供的细胞分析装置的结构示意图；
27.图2为本技术实施例提供的细胞分析装置的另一结构示意图；
28.图3为本技术实施例提供的细胞分析装置的另一结构示意图。
29.附图说明：
30.100：细胞分析装置；11：处理模块；22：光学模块；33：进样模块；
31.111：控制单元；112：指示单元；331：位置检测单元；332：移动单元。
具体实施方式
32.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
33.本技术实施例提供的细胞分析装置，适用于生物技术领域，尤其适用于对细胞活性和细胞浓度进行检测分析的细胞计数领域。该细胞分析装置可以通过在暗场环境下检测细胞样本，得到精准的细胞直径和细胞圆度等细胞分析结果，以及可以通过在明场环境以及荧光环境下检测细胞样本，得到精准的细胞计数和细胞活性分析结果，即通过明场和暗场或者荧光和暗场检测相结合的方式得到更精准的细胞分析结果，提高对细胞样本的检测分析结果的准确性。
34.现有技术中，通常是基于明场环境进行细胞成像，得到细胞图像，并通过对该细胞图像进行图像分析，得到细胞的分析结果；然而，在明场环境下，由于得到的明场图像中的细胞边缘不明显，导致得到的细胞直径和细胞圆度等分析结果不准确。
35.因此，本技术实施例提供了一种细胞分析装置，用于解决现有技术中明场检测得到的细胞直径和细胞圆度等分析结果不准确的问题，通过采用暗场光源照射细胞样本，得到暗场环境下的细胞图像，暗场的照明效果能够提高细胞边缘的鉴别能力，采用单视野的图像采集分析算法，即可高效和精准的得出细胞直径和细胞圆度(或者细胞平均圆度)等分析结果，大大提高了对细胞样本的检测分析结果的准确性。
36.下面以具体的实施例对本技术的技术方案以及本技术的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本技术的实施例进行描述。
37.图1为本技术实施例提供的细胞分析装置的结构示意图。如图1所示，该细胞分析装置100包括光学模块22、处理模块11以及进样模块33，其中，进样模块33，用于放置样品板，该样品板上设置有多个检测通道，该检测通道内放置有待检测细胞样本；该光学模块22，用于在暗场成像环境下采集该待检测细胞样本的暗场图像，以及，在明场成像环境下采集染色后的该待检测细胞样本的明场图像或在荧光成像环境下采集染色后的所述待检测细胞样本的荧光图像；该处理模块11，用于根据所述暗场图像和所述明场图像进行细胞分析，得到所述待检测细胞样本的细胞分析结果，或者，根据所述暗场图像和所述荧光图像进行细胞分析，得到所述待检测细胞样本的细胞分析结果。
38.可选地，该待检测细胞样本可以为人工采用染色液对待检测的细胞样本进行染色后的细胞样本，即将染色后的细胞样本上样至该样品板上的不同检测通道内，接着，可以将该样品板置于该进样模块的预设位置，并可以通过进样模块33将该样品板移动至该细胞检测装置的目标检测位置，该目标检测位置可以为光源照射下进行图像采集的位置。另外，该样品板包括多个检测通道，可以通过进样模块依次控制每一个检测通道移动至该目标检测位置，以执行对每一个检测通道内待检测细胞样本进行细胞检测分析。
39.可选地，在通过进样模块33将该样品板上的一个检测通道移动至该目标检测位置后，通过调整该光学模块22，形成暗场成像环境，并通过该光学模块22采集该检测通道内的待测细胞样本的暗场图像，光学模块22在采集到暗场图像后，可以将该暗场图像发送至处理模块11，以使处理模块11对该暗场图像进行图像分析，得到第一细胞分析结果，该第一细
胞分析结果可以包括细胞直径、细胞圆度以及细胞平均圆度等；可选地，该光学模块22可以包括暗场光源，在该暗场光源的照射下可以形成暗场成像环境；或者，该光学模块22也可以包括一光源整形系统，任一光源发出的光经过该光源整形系统后照射至待测细胞样本上，通过调整该光源整形系统的相关参数，可以实现暗场环境、明场环境以及荧光环境的转换。
40.可选地，在光学模块22采集到暗场图像之后，可以重新调整该光学模块22，以形成明场成像环境，并通过该光学模块22采集该检测通道内的待测细胞样本的明场图像，光学模块22在采集到明场图像后，可以将该明场图像发送至处理模块11，以使处理模块11对该明场图像进行图像分析，得到第二细胞分析结果，该第二细胞分析结果可以包括该检测通道内待测细胞样本的细胞总数量、活细胞数量、死细胞数量等，根据该细胞数量可以计算细胞活性，得到细胞活性分析结果；另外，根据该细胞数量和该检测通道的体积，还可以计算得到细胞浓度，得到细胞浓度分析结果；其中，细胞活性＝活细胞数量/细胞总数量，细胞浓度＝细胞总数量/检测通道的体积。
41.可选地，在光学模块22采集到暗场图像之后，可以重新调整该光学模块22，以形成荧光成像环境，并通过该光学模块22采集该检测通道内的待测细胞样本的荧光图像，光学模块22在采集到荧光图像后，可以将该荧光图像发送至处理模块11，以使处理模块11对该荧光图像进行图像分析，得到第三细胞分析结果，该第三细胞分析结果可以包括该检测通道内待测细胞样本的细胞总数量、活细胞数量、死细胞数量等，根据该细胞数量可以计算细胞活性，得到细胞活性分析结果；另外，根据该细胞数量和该检测通道的体积，还可以计算得到细胞浓度，得到细胞浓度分析结果；其中，细胞活性＝活细胞数量/细胞总数量，细胞浓度＝细胞总数量/检测通道的体积。
42.进一步地，处理模块11在对该暗场图像进行分析得到第一图像分析结果，对该明场图像进行分析得到第一图像分析结果以及对该荧光图像进行分析得到第三图像分析结果后，可以综合该第一图像分析结果和该第二图像分析结果，或者综合该第一图像分析结果和该第三图像分析结果，得到该检测通道内待测细胞样本的细胞分析结果。
43.上述细胞分析装置，包括：光学模块、处理模块以及进样模块，其中，进样模块，用于放置样品板，该样品板上设置有多个检测通道，该检测通道内放置有待检测细胞样本；光学模块，用于在暗场成像环境下采集该待检测细胞样本的暗场图像，以及，在明场成像环境下采集染色后的所述待检测细胞样本的明场图像或在荧光成像环境下采集染色后的所述待检测细胞样本的荧光图像；处理模块，用于根据所述暗场图像和所述明场图像进行细胞分析，得到所述待检测细胞样本的细胞分析结果，或者，根据所述暗场图像和所述荧光图像进行细胞分析，得到所述待检测细胞样本的细胞分析结果。也就是说，本技术实施例中的细胞分析装置能够提供多通道的细胞检测样品板，一次性实现高通量的细胞计数检测，能够提高细胞检测的效率；另外，该细胞分析装置中的光学模块还能够提供暗场成像环境、明场成像环境以及荧光成像环境，进而得到待测细胞样本的暗场图像、明场图像以及荧光图像，通过对暗场图像和明场图像进行分析或者对暗场图像和荧光图像进行分析，能够得到不同维度的细胞检测结果，相比于现有技术中仅通过明场对细胞样本进行检测得到的细胞检测结果，本实施例中通过暗场、明场以及荧光相结合的方式对细胞样本进行检测，得到的不同维度的细胞检测结果的准确性更高。
44.在本技术的一个可选的实施例中，上述处理模块11，还可以用于在该暗场成像环
境下控制该光学模块采用第一光源照射该待检测细胞样本，该第一光源不具备荧光激发功能；可选地，该第一光源可以为白光光源，在调整光学模块22形成暗场成像环境后，可以控制该第一光源开启，并控制该第一光源照射该待检测细胞样本，得到暗场图像。可选地，可以控制该第一光源移动至该检测通道的相对位置处，以使该第一光源在开启后能够照射到该检测通道的待检测细胞样本；可选地，也可以控制样本版进行移动，以使该检测通道移动至该第一光源能够照射到的位置；本技术实施例对此并不做限定。
45.本实施例中，处理模块，还用于在该暗场成像环境下控制该光学模块采用第一光源照射该待检测细胞样本，该第一光源不具备荧光激发功能，能够提高暗场图像中细胞轮廓的清晰度。
46.在本技术的一个可选的实施例中，该处理模块11，还用于在该明场成像环境下控制该光学模块22采用第一光源照射染色后的该待检测细胞样本；需要说明的是：明场成像环境与暗场成像环境的区别在于光源与待检测细胞样本的相对位置不同，明场成像环境是指第一光源垂直照射待检测细胞样本；而暗场成像环境是指第一光源通过呈小于预设角度的光线照射待检测细胞样本。明场环境适用于对使用台盼蓝染色技术染色后的细胞样本进行照射，以获得对应的明场图像，分析该明场图像得到待测细胞样本的细胞总数量、活细胞数量、死细胞数量等，根据该细胞数量可以计算细胞活性，得到细胞活性分析结果。
47.本实施例，该处理模块，还用于在该明场成像环境下控制该光学模块采用第一光源照射染色后的该待检测细胞样本，通过第一光源的照射，能够增加不同类型细胞之间的区分度，进而提高对待检测细胞样本的检测分析效果，提高细胞计数准确性。
48.在本技术的一个可选的实施例中，该处理模块11，还用于在荧光成像环境下控制光学模块22采用第二光源照射染色后的待检测细胞样本，第二光源具备荧光激发功能。第二光源例如可以是荧光光源。在荧光光源的照射下，所获取到的荧光图像中的不同细胞类型可以体现为不同的颜色形态，例如：活细胞和死细胞在不同的荧光光源的照射下，能够呈现不同的细胞颜色。荧光环境适用于对使用ao/pi染色技术染色后的细胞样本进行照射，以获得对应的荧光图像，分析该荧光图像得到待测细胞样本的细胞总数量、活细胞数量、死细胞数量等，根据该细胞数量可以计算细胞活性，得到细胞活性分析结果。
49.本实施例，该处理模块，还用于在荧光成像环境下控制光学模块采用第二光源照射染色后的待检测细胞样本，第二光源具备荧光激发功能。能够激发待检测细胞样本中的细胞染色剂，使不同类型的细胞呈现不同的颜色，能够增加不同类型细胞之间的区分度，进而提高对待检测细胞样本的检测分析效果，提高细胞计数准确性。
50.在本技术的一个可选的实施例中，该第二光源可以为蓝光激发光源，绿光激发光源，紫光激发光源等，蓝光激发光源能够激发染色细胞样本染色剂中的蓝色荧光，绿光激发光源能够激发染色细胞样本染色剂中的绿色荧光，紫光激发光源能够激发染色细胞样本染色剂中的紫色荧光等，所以通过不同颜色的荧光对待检测细胞样本进行染色，能够使得待检测细胞样本呈现不同的荧光颜色，从而达到区分细胞的目的。需要说明的是，ao/pi染色技术的染色技术中，ao技术能够对所有的细胞进行染色，pi技术能够对死细胞进行染色，经过ao/pi染色技术染色的待检测细胞样本，经过不同的第二光源的照射，细胞能够呈现不同的荧光。
51.本实施例中，该第二光源包括多种不同染色模式对应的荧光光源，增加第二光源
的多样性，使细胞分析装置能够适用于更多的应用环境。
52.在本技术的一个可选的实施例中，该处理模块，具体用于从该第二光源中确定待控制的目标荧光光源，在荧光成像环境下控制该光学模块22采用该目标荧光光源照射染色后的待检测细胞样本；可选地，该处理模块11可以先通过蓝色荧光激发光源照射待检测细胞样本，获得一张荧光图像。然后，再通过绿色荧光激发光源照射待检测细胞样本，获得一张荧光图像，根据两张荧光图像获得细胞总数、活细胞数量、死细胞数量等。本技术实施例对此并不做限定。
53.本实施例中，该处理模块，具体用于从该第二光源中确定待控制的目标荧光光源，在荧光成像环境下控制该光学模块采用该目标荧光光源照射染色后的待检测细胞样本，能够提高对待检测细胞分析的结果的准确性。
54.在本技术的一个可选的实施例中，该处理模块11包括控制单元111以及指示单元112，该控制单元111，用于确定该检测通道是否移动至该检测通道对应的观察点；该指示单元112，用于在该控制单元111确定该检测通道移动至该检测通道对应的观察点时，指示该处理模块11控制该光学模块22照射该待检测细胞样本；可选地，该控制单元111可以与进样模块33连接，以便在进样模块33移动的过程中，该控制单元111能够实时获取该进样模块33中样品板的位置信息，以使控制单元111能够根据该位置信息确定该样品板上的该检测通道是否移动至该检测通道对应的观察点，该观察点可以为上述的目标检测位置，也可以为与第一光源或者第二光源对应的位置，本技术对此并不做限定，只要该检测通道位于该观察点时，该光学模块22能够获取到该检测通道的待测细胞样本的暗场图像和明场图像即可。进一步地，在控制单元111确定该检测通道移动至该检测通道对应的观察点时，向指示单元112发送指示信号，以便该指示单元能够指示该处理模块11控制该光学模块22照射该待检测细胞样本，获取对应的细胞图像。
55.本实施例中，该处理模块包括控制单元以及指示单元，该控制单元，用于确定该检测通道是否移动至该检测通道对应的观察点；该指示单元，用于在该控制单元确定该检测通道移动至该检测通道对应的观察点时，指示该处理模块控制该光学模块照射该待检测细胞样本；能够在检测通道到达观测点的情况下，再对检测通道内的待测细胞样本进行照射，避免光学模块持续照射导致资源浪费的问题，提高光学模块的使用效率。
56.在本技术的一个可选的实施例中，如图3所示，该进样模块33可以包括位置检测单元331以及移动单元332，该样品板设置在该移动单元332上，该位置检测单元331，用于实时检测该移动单元332的位置，并将检测结果传输至该控制单元111；该控制单元111，用于根据该检测结果确定该检测通道是否移动至该检测通道对应的观察点。可选地，该位置检测单元331与该移动单元332连接，用于实时获取该移动单元332的位置，该移动单元332可以是采用步进电机结构形成的能够控制样品板进行x轴、y轴以及z轴方向移动的单元；对应地，该位置检测单元331所检测到的位置信息可以是以x轴、y轴和z轴方向所对应的三维坐标信息，该位置检测单元331可以将该三维坐标信息传输至该控制单元111，控制单元111可以根据该三维坐标信息以及样品板的结构信息，确定检测通道是否移动至该检测通道对应的观察点，该样品板的结构信息可以包括样品板的长宽高信息以及该样品板中每一个检测通道在该样品板上的位置信息。
57.本实施例中，该进样模块包括位置检测单元以及移动单元，该样品板设置在该移
动单元上，该位置检测单元，用于实时检测该移动单元的位置，并将检测结果传输至该控制单元；该控制单元，用于根据该检测结果确定该检测通道是否移动至该检测通道对应的观察点；能够提高对检测通道位置定位的准确性。
58.在本技术的一个可选的实施例中，该细胞分析装置的处理模块11，还用于执行对所有待检测细胞样本的检测任务后，控制该样品板复位；也就是说，在对该样品板上的每一个检测通道执行完细胞检测任务后，控制该样品板移动至初始位置，以便于用户取出该样品板，对下一待检测的样品板进行细胞检测。
59.在本技术的一个可选的实施例中，该细胞分析装置的处理模块11，还用于根据该多个检测通道的编号确定该进样模块的运行轨迹，并根据该运动轨迹控制该检测通道移动至该检测通道对应的观察点；可选地，可以根据样品板的结构信息预先构建该样品板上的每一个检测通道在细胞检测过程中的运行轨迹，并生成每一个检测通道的编号与该检测通道的运行轨迹之间的对应关系；在对该样品板进行细胞检测时，该细胞分析装置可以根据当前检测的检测通道的编号和该对应关系，确定该检测通道的运行轨迹，并根据该运行轨迹控制进样模块进行移动，以使该进样模块在根据该运行轨迹移动后，该当前检测的检测通道能够移动至该检测通道对应的观察点。
60.可选地，该多个检测通道的编号的排列顺序与该进样模块的运行轨迹相关，其中，该排列顺序可以是根据该检测通道编号的从小到大的排列顺序，也可以是从大到小的排列顺序，例如：该检测通道的编号为1-8，则该进样模块的运行轨迹为编号1运动至编号2、编号2运动至编号3、......、编号7运动至编号8。
61.本实施例中，该处理模块，还用于根据该多个检测通道的编号确定该进样模块的运行轨迹，并根据该运动轨迹控制该检测通道移动至该检测通道对应的观察点，能够规范进样模块的运行轨迹，提高进样模块的运行效率。
62.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
63.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。