專(zhuān)利名稱(chēng)：細(xì)胞診斷方法及該方法所用裝置和儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測(cè)定目的細(xì)胞狀態(tài)的細(xì)胞診斷方法，同時(shí)還涉及該診斷方法中所使用的裝置和儀器。
背景技術(shù)：
按照慣例，已常規(guī)使用各種不同的抗體對(duì)活檢樣品或者體液進(jìn)行染色的方法，以便做出病理診斷。
但是，由于病理學(xué)家的經(jīng)驗(yàn)差異或者由于抗體滴度造成診斷錯(cuò)誤等的原故，這些方法會(huì)產(chǎn)生不同的診斷結(jié)論。而且，這些方法需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明可供解決上述問(wèn)題，它提供一種通過(guò)測(cè)量細(xì)胞的各物理化學(xué)特性的變化進(jìn)行細(xì)胞診斷的方法，可以快而簡(jiǎn)便地處理大量樣品，又不會(huì)出現(xiàn)診斷錯(cuò)誤。這些物理化學(xué)特性是與細(xì)胞內(nèi)的變化有關(guān)的。同時(shí)本發(fā)明還提供該方法中所需的裝置和儀器。
本發(fā)明涉及一種對(duì)細(xì)胞狀態(tài)和特征進(jìn)行診斷的方法，其步驟包括為測(cè)量細(xì)胞物理化學(xué)特性提供一種反應(yīng)系統(tǒng)，將混有細(xì)胞膜成分的樣品放置在該反應(yīng)系統(tǒng)中，用刺激物作用于樣品，獲得一個(gè)樣品物理化學(xué)特性的指標(biāo)值(index)，然后根據(jù)這個(gè)指標(biāo)值對(duì)細(xì)胞狀態(tài)進(jìn)行診斷。
該診斷步驟可以包括將所述指標(biāo)值與對(duì)照樣本的指標(biāo)值進(jìn)行比較。
一般說(shuō)來(lái)，所述刺激物可以選自化學(xué)物質(zhì)、蛋白質(zhì)、氨基酸、電壓脈沖、電流脈沖、電磁波、和激光束等。
本發(fā)明涉及用于該反應(yīng)系統(tǒng)的裝置包括放置樣品的基板、參比電極及測(cè)量電極。參比電極的放置環(huán)境或者其特性與測(cè)量電極的放置環(huán)境或者其特性不同。
一般說(shuō)來(lái)，裝置的基板中有一個(gè)貫通的孔，以便放置樣品；樣品被放置在參比電極和測(cè)量電極之間，并且與那個(gè)孔臨近。
一般說(shuō)來(lái)，參比電極的放置環(huán)境或者其特性以及測(cè)量電極的放置環(huán)境或者其特性，分別是放置參比電極和測(cè)量電極的區(qū)域的容積。而且，測(cè)量電極的放置區(qū)域的容積一般都比參比電極的小一些。
一般說(shuō)來(lái)，在本方法中，提供的反應(yīng)系統(tǒng)的步驟包括將足夠量的電解液放置在裝置中，使得參比電極和測(cè)量電極都完全浸在其中，放置步驟包括將樣品定位在裝置的那個(gè)貫通的孔上。浸沒(méi)參比電極的電解液的量比浸沒(méi)測(cè)量電極的要大些。
一般說(shuō)來(lái)，本裝置還包括一個(gè)安置在基板中的細(xì)胞培養(yǎng)部分，以及一個(gè)安置在基板下的抽吸細(xì)胞的部分。細(xì)胞培養(yǎng)部分由基板和一個(gè)分隔構(gòu)件組成。
一般說(shuō)來(lái)，參比電極位于這個(gè)分隔構(gòu)件的內(nèi)壁。
一般說(shuō)來(lái)，獲得指標(biāo)值的步驟包括(a)記錄樣品發(fā)出的一個(gè)物理化學(xué)信號(hào)，將之作為時(shí)間序列的信號(hào)值；(b)取樣這個(gè)時(shí)間序列的信號(hào)值，以得到多組由多個(gè)數(shù)值組成的提取出來(lái)的數(shù)據(jù)，計(jì)算每組數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；(c)計(jì)算這些標(biāo)準(zhǔn)差的平均值；(d)將這個(gè)平均值作為指標(biāo)值。
一般說(shuō)來(lái)，獲得指標(biāo)值的步驟還包括(a)記錄樣品發(fā)出的一個(gè)物理化學(xué)信號(hào)，將之作為時(shí)間序列的信號(hào)值；(b)取樣這個(gè)時(shí)間序列的信號(hào)值，以得到多組由多個(gè)數(shù)值組成的提取出來(lái)的數(shù)據(jù)，計(jì)算每組數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；(c)將標(biāo)準(zhǔn)差分入多個(gè)類(lèi)別中，這些類(lèi)別均是預(yù)先以標(biāo)準(zhǔn)差的大小作為單位來(lái)確定的，這樣我們就得到一個(gè)代表著樣本物理化學(xué)特性的分布曲線；(d)將所得到的分布曲線向正態(tài)分布曲線逼近；(e)計(jì)算最終得到的正態(tài)分布曲線的平均值和半寬度，將此兩者作為指標(biāo)值。
在本方法中，步驟(b)到(e)將被重復(fù)數(shù)次，被取樣的時(shí)間序列信號(hào)值的數(shù)目在每次為獲取多個(gè)正態(tài)分布曲線而進(jìn)行的重復(fù)中都是不同的。指標(biāo)值從這些正態(tài)分布曲線的平均值和半寬度中選擇。
在本方法中，可能存在多個(gè)用于測(cè)量細(xì)胞的物理化學(xué)特性的反應(yīng)系統(tǒng)，且在步驟(b)之前，可能還包括將反應(yīng)系統(tǒng)中的多個(gè)樣品發(fā)出的各個(gè)時(shí)間序列信號(hào)值相加。
在本方法中，在步驟(a)之前，可能還包括同時(shí)激發(fā)反應(yīng)系統(tǒng)中的所有樣品。
獲得指標(biāo)值的步驟還可能包括(a)記錄樣品發(fā)出的一個(gè)物理化學(xué)信號(hào)，將之作為時(shí)間序列的信號(hào)值；(b)取樣這個(gè)時(shí)間序列的信號(hào)值，以得到多組由多個(gè)數(shù)值組成的提取出來(lái)的數(shù)據(jù)，計(jì)算每組數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；(c)將標(biāo)準(zhǔn)差分入多個(gè)類(lèi)別中，這些類(lèi)別均是預(yù)先以標(biāo)準(zhǔn)差的大小作為單位來(lái)確定的，這樣我們就得到一個(gè)代表著樣本物理化學(xué)特性的分布曲線；(d)將所得到的分布曲線進(jìn)行曲線逼近擬和分析，分析方法選自指標(biāo)值遞減分析、指標(biāo)值遞增分析、高斯分布、勞倫斯分布、σ分析、多峰分析以及非線性分析；(e)根據(jù)經(jīng)步驟(d)得到的擬和曲線峰值前后的斜率，獲得樣品的另一個(gè)物理化學(xué)特性的指標(biāo)值。
可以從初始數(shù)據(jù)a中以時(shí)間序列的形式多次進(jìn)行步驟(b)的取樣，前者是時(shí)間序列信號(hào)值中的一個(gè)，并且可以在初始數(shù)據(jù)a之后于預(yù)先確定的時(shí)間記錄的數(shù)據(jù)b中以時(shí)間序列的形式多次進(jìn)行步驟(b)的取樣。
獲得指標(biāo)值的步驟還可能包括(a)記錄樣品發(fā)出的一個(gè)物理化學(xué)信號(hào)，將其作為時(shí)間序列的信號(hào)值；(b)取樣這個(gè)時(shí)間序列的信號(hào)值，以得到多組由多個(gè)數(shù)值組成的提取出來(lái)的數(shù)據(jù)，計(jì)算每組數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；(c)對(duì)所得的標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行取樣，以得到多組由多個(gè)數(shù)值組成的提取出來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算每組標(biāo)準(zhǔn)差的平均值；(d)當(dāng)時(shí)間序列信號(hào)值的平均值達(dá)到一個(gè)預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，根據(jù)達(dá)到該閾值的時(shí)間得到另一個(gè)樣品的物理化學(xué)特性的指標(biāo)值。
一般說(shuō)來(lái)，步驟(a)可以在標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)物質(zhì)和待測(cè)化學(xué)物質(zhì)的存在下進(jìn)行，這種標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)物質(zhì)有著對(duì)樣品已知的作用；變化標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)物質(zhì)和待測(cè)化學(xué)物質(zhì)的濃度，重復(fù)步驟(b)到(e)；診斷步驟還可以包括在標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)物質(zhì)存在下和在待測(cè)化學(xué)物質(zhì)存在下得到的兩個(gè)指標(biāo)值的比較。
本發(fā)明還涉及細(xì)胞診斷儀器，其包括一個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)，這個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)包括細(xì)胞診斷裝置以及為了測(cè)定樣品物理化學(xué)特性的方法。
本發(fā)明還與細(xì)胞診斷分析芯片相關(guān)，它包括一個(gè)放置樣品的基板，還有其上細(xì)胞的細(xì)胞膜成分，一個(gè)參比電極，一個(gè)測(cè)量電極。所述基板具有a.組織粉碎部分；b.細(xì)胞培養(yǎng)部分；c.傳感器部分；d.刺激物作用部分；e.信號(hào)放大部分；f.信號(hào)處理部分；g.數(shù)據(jù)顯示部分；h.控制面板部分，這樣就可以顯示樣品的狀態(tài)。
其中的a.組織粉碎部分包含一個(gè)直徑1-100μm的微濾器。
其中的b.細(xì)胞培養(yǎng)部分需要有溫控裝置。
其中的b.細(xì)胞培養(yǎng)部分還需要有濕度控制裝置。
溫度控制的裝置可以使用Peltier設(shè)備或者是IH加熱器。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中的細(xì)胞診斷裝置的示意圖。圖1中的數(shù)字分別代表以下構(gòu)件1細(xì)胞診斷裝置；2SOI基板；3裝置壁；4測(cè)量電極；5培養(yǎng)溶液；6下陷槽；7貫通孔；8參比電極。
圖2是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中的細(xì)胞診斷裝置的示意圖。圖2中的數(shù)字分別代表以下構(gòu)件10細(xì)胞診斷裝置；4測(cè)量電極；5培養(yǎng)溶液；6下陷槽；7貫通孔；12硅層；13SiO2(二氧化硅)層；14基板支持物；19樣品。
圖3是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中的細(xì)胞診斷裝置的示意圖。圖3中的數(shù)字分別代表以下構(gòu)件5培養(yǎng)溶液；13SiO2(二氧化硅)層；31間隔部分；35抽吸管道附件；37細(xì)胞抽吸系統(tǒng)管道。
圖4是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的細(xì)胞診斷儀器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4中的數(shù)字分別代表以下構(gòu)件101信號(hào)源；102單位標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算部分；103正態(tài)分布曲線擬和部分；104刺激物產(chǎn)生部分；105平均值計(jì)算部分；106平均值和半寬度計(jì)算部分；107信號(hào)加和部分；108特征計(jì)算部分；109特征分類(lèi)部分；110數(shù)據(jù)顯示部分。
圖5是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中的細(xì)胞診斷儀器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5中的數(shù)字所代表的構(gòu)件與圖4中的一致。
圖6是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中的細(xì)胞診斷儀器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6中的數(shù)字分別代表以下構(gòu)件101信號(hào)源；102單位標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算部分；103正態(tài)分布曲線擬和部分；106平均值和半寬度計(jì)算部分；109特征分類(lèi)部分；111樣品編號(hào)分類(lèi)部分。
圖7是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中的細(xì)胞診斷儀器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7中的數(shù)字分別代表以下構(gòu)件101信號(hào)源；103正態(tài)分布曲線擬和部分；104信號(hào)產(chǎn)生部分；106平均值和半寬度計(jì)算部分；109特征分類(lèi)部分；110數(shù)據(jù)顯示部分。
圖8的組方圖顯示的是正常細(xì)胞和包括從大鼠胃底獲得的癌癥細(xì)胞在內(nèi)的細(xì)胞的碳酰膽堿(carbachol)濃度依賴(lài)反應(yīng)，測(cè)定使用了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中的細(xì)胞診斷裝置。
圖9的組方圖顯示的是正常細(xì)胞和包括從大鼠胃底獲得的癌癥細(xì)胞在內(nèi)的細(xì)胞在碳酰膽堿作用之前和之后的測(cè)定結(jié)果，測(cè)定使用了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中的細(xì)胞診斷裝置。
圖10的組方圖顯示的是大鼠正常胃底細(xì)胞及大鼠胃底癌癥細(xì)胞對(duì)200赫茲電壓脈沖的反應(yīng)，測(cè)定使用了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中的細(xì)胞診斷儀器。
圖11的組方圖顯示的是大鼠正常胃底細(xì)胞來(lái)源的細(xì)胞膜成分及大鼠胃底癌癥細(xì)胞來(lái)源的細(xì)胞膜成分對(duì)200赫茲電壓脈沖的反應(yīng)，測(cè)定使用了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中的細(xì)胞診斷儀器。
圖12是一個(gè)示意圖，顯示的是本發(fā)明的實(shí)施方案中的細(xì)胞診斷分析芯片。在這個(gè)細(xì)胞診斷分析芯片中，a.組織粉碎部分、b.細(xì)胞培養(yǎng)部分、c.傳感器部分、d.刺激物作用部分、e.信號(hào)放大部分、f.數(shù)據(jù)處理部分、g.數(shù)據(jù)顯示部分以及h.控制面板部分都在細(xì)胞診斷裝置的基板中予以提供，這樣就可以顯示樣品的狀態(tài)。圖12中的數(shù)字分別代表以下構(gòu)件201樣品入口；202細(xì)胞裂解部分；203細(xì)胞培養(yǎng)部分和傳感器部分；204刺激物作用部分；205信號(hào)放大部分；206信號(hào)處理部分；207數(shù)據(jù)顯示部分；208控制面板部分。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的細(xì)胞診斷的方法，包括以下步驟提供一個(gè)用于測(cè)定細(xì)胞物理化學(xué)特性的反應(yīng)系統(tǒng)；在該反應(yīng)系統(tǒng)中放入細(xì)胞或者細(xì)胞膜成分，即樣品；對(duì)該樣品進(jìn)行刺激；獲取該樣品的物理化學(xué)特性的指標(biāo)值，并根據(jù)該指標(biāo)值診斷或者描述該細(xì)胞的狀態(tài)。
放置在反應(yīng)系統(tǒng)中的細(xì)胞可以是組織樣品，也可以是分離的、游離的細(xì)胞或者是混合的細(xì)胞。
作為刺激物，可以是物理刺激(如電壓脈沖、電流脈沖、電磁波或者激光)，也可以是化學(xué)刺激(如與藥物的接觸)，或者其他很多方式。
本發(fā)明的相關(guān)裝置是用于細(xì)胞診斷方法的一個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)。這個(gè)裝置包括放置樣品的基板，樣品可以是細(xì)胞或者細(xì)胞膜成分，以及參比電極和測(cè)量電極，其特征是參比電極的放置環(huán)境或者其特性與測(cè)量電極的放置環(huán)境或者其特性不同。
基板包括一個(gè)貫穿的孔，樣品就放在那里，參比電極和測(cè)量電極就安置在這個(gè)孔的附近，貫穿的孔插在參比電極和測(cè)量電極之間。
至于基板所用的材料，可以使用任何一種半導(dǎo)體、絕緣體、無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料等，如硅、硅氧化物、絕緣體襯底硅(silicon-on-insulator，以下稱(chēng)為SOI)、塑料、橡膠、聚合物膜。其中，優(yōu)選使用SOI和聚合物膜，更優(yōu)選是使用多孔聚合物膜?；搴穸纫话阍?到10000μm之間，優(yōu)選在1到100μm之間，更優(yōu)選在5到10μm之間。
上述放置環(huán)境或特性的一個(gè)例子是參比電極或者測(cè)量電極所在區(qū)域的容積。測(cè)量電極所在的區(qū)域容積優(yōu)選小于參比電極的。在這個(gè)例子中，放置參比電極的區(qū)域容積至少是測(cè)量電極的5倍，優(yōu)選是10倍。
典型地，裝置應(yīng)包括在基板之上的細(xì)胞培養(yǎng)部分，以及基板之下的細(xì)胞抽吸部分。細(xì)胞培養(yǎng)部分可以是由基板和一個(gè)分隔構(gòu)件組成。在這個(gè)例子中，這個(gè)分隔構(gòu)件的形狀優(yōu)選是圓柱形的，但不存在嚴(yán)格的限制。這個(gè)分隔構(gòu)件的材料優(yōu)選是硅、硅氧化物、塑料、橡膠、或者相類(lèi)似的材料。這里的術(shù)語(yǔ)“傳感器部分”是特指除細(xì)胞培養(yǎng)部分及細(xì)胞抽吸部分以外的裝置。
我們將借助圖1和圖2具體描述本發(fā)明。圖1是本裝置的一個(gè)橫斷面示意圖，其示范性地示出這個(gè)裝置被用做本發(fā)明的方法中所使用的反應(yīng)系統(tǒng)。
細(xì)胞診斷裝置1包括一個(gè)SOI基板2。SOI基板2的上表面上有壁3(細(xì)胞培養(yǎng)部分)以容納樣品(細(xì)胞或者細(xì)胞膜成分)。由金或者其他材料制成的測(cè)量電極4位于SOI基板2的下表面，用于探測(cè)信號(hào)。壁3內(nèi)盛有大約50μl的培養(yǎng)液5作為電解液。在SOI基板2的貫通孔7中，大約有1μl或者更少的培養(yǎng)液。
壁3由用于盛放培養(yǎng)液的分隔構(gòu)件(未顯示)和SOI基板2組成。壁3內(nèi)的SOI基板中有下陷槽6，其形狀是最適于盛放細(xì)胞或者細(xì)胞膜成分的。一般說(shuō)來(lái)，下陷槽6的開(kāi)口直徑約為10μm為一個(gè)半橢圓形。參比電極8(一般是Ag-AgCl)放在壁3之內(nèi)，浸在培養(yǎng)液5中。
壁3內(nèi)有參比電極8，浸有參比電極8的培養(yǎng)液5，下陷槽6，這些共同組成參比電極的放置環(huán)境，貫通孔7和其中的培養(yǎng)液共同組成測(cè)量電極的放置環(huán)境。
下陷槽6的尺寸依樣品的不同而變化，并無(wú)特別限定，只要下陷槽6可容納樣品。一般說(shuō)來(lái)，下陷槽6的開(kāi)口直徑在10到500μm，其深度一般在1-500μm之間。典型地，下陷槽6的直徑在10-100μm之間，其深度一般在2-100μm之間。舉個(gè)例子，優(yōu)選的下陷坑的開(kāi)口直徑是20μm，深度是10μm，另一種優(yōu)選的下陷坑的開(kāi)口直徑是20μm，深度是20μm。同時(shí)，貫通孔的尺寸也不做特別限制，只要樣品不會(huì)穿過(guò)這個(gè)貫通孔，并能被容納在下陷坑里就可以。一般說(shuō)來(lái)，貫通孔的直徑在1-100μm之間，深度在10-100μm之間。舉個(gè)例子，優(yōu)選的貫通孔的直徑是5μm，深度為1.5μm。
圖1的下半部分顯示的為下陷坑的放大的平面圖示。
圖2是本發(fā)明的方法所用的反應(yīng)系統(tǒng)的另一個(gè)示范性裝置的示意圖。圖2中的裝置10與圖1中的裝置1不同，它有著多個(gè)下陷槽6及貫通孔7。如圖2所示，幾個(gè)樣品19(在圖中是橢圓形的)被分別放入不同的下陷槽6?；?2至14由SOI制成。SiO2(二氧化硅)層13在硅層12之下，支持基板14在SiO2(二氧化硅)層13之下。測(cè)量電極4在基板12-14的背側(cè)表面，其中測(cè)量電極4沿SiO2(二氧化硅)層13和支持基板14的部分表面走行，測(cè)量電極4與樣品19相接觸，或者就在樣品19的附近，優(yōu)選是與樣品19的距離在10μm之內(nèi)。
本發(fā)明方法的反應(yīng)系統(tǒng)所使用的裝置中，在測(cè)量電極4周?chē)鷥H需要非常少量的電解液。需要特別指出的是，在基板與放置樣品的一面相對(duì)的另一個(gè)表面(即背面)附近的電解液的量不應(yīng)超過(guò)1-10μl，這其中還應(yīng)包括充滿(mǎn)貫通孔的電解液。
如圖1和圖2所示，每個(gè)測(cè)量電極都可以有自己的下陷槽6和貫通孔7，或者每個(gè)測(cè)量電極也可以有多個(gè)下陷槽6和貫通孔7。
圖3是個(gè)顯示細(xì)胞抽吸部分的示意圖。這個(gè)部分可以在使用圖2中的裝置10進(jìn)行樣品(細(xì)胞或者細(xì)胞膜成分)物理化學(xué)特性測(cè)定時(shí)選擇性使用。圖3顯示的是一個(gè)細(xì)胞抽吸系統(tǒng)，包括一個(gè)抽吸管道附件35和一個(gè)細(xì)胞抽吸系統(tǒng)管道37，該系統(tǒng)位于SiO2(二氧化硅)層13的背面表面，并共同構(gòu)成基板。抽吸管道附件35由諸如丙烯酸樹(shù)脂、PMDS、硅橡膠等類(lèi)似材料制成，構(gòu)成間隔部分31，后者與細(xì)胞抽吸系統(tǒng)管道37相連接，并且與基板中的貫通孔7相呼應(yīng)。抽吸管道附件35通過(guò)硅橡膠或其類(lèi)似材料貼靠在基板的背側(cè)表面。另外，抽吸管道附件35還可以附著整合在基板上。如圖3所示，當(dāng)測(cè)量細(xì)胞或者細(xì)胞膜成分的物理化學(xué)特性時(shí)，由于受到從細(xì)胞抽吸系統(tǒng)管道37而來(lái)的抽吸壓力，樣品(細(xì)胞或者細(xì)胞膜成分)緊緊地附著在基板上。在本例中，只要樣品(細(xì)胞或者細(xì)胞膜成分)的物理化學(xué)特性能夠被測(cè)量電極準(zhǔn)確地測(cè)量到，細(xì)胞抽吸部分就不需要完全充滿(mǎn)電解液。請(qǐng)注意，在圖3中樣品(細(xì)胞或者細(xì)胞膜成分)并沒(méi)有加以顯示，下陷槽和貫穿孔的結(jié)構(gòu)也被簡(jiǎn)化了。
圖4是一個(gè)概念性示意圖，顯示的是本發(fā)明裝置的一個(gè)細(xì)胞診斷儀器的結(jié)構(gòu)。這個(gè)儀器是用來(lái)測(cè)定細(xì)胞狀態(tài)的。該儀器包括測(cè)量部分(信號(hào)源101)(組成裝置的一部分)；單位標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算部分102，對(duì)來(lái)自測(cè)量部分101的信號(hào)進(jìn)行取樣，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差；平均值計(jì)算部分105，用于計(jì)算所得到的標(biāo)準(zhǔn)差的平均值；特征值計(jì)算部分108，用于通過(guò)對(duì)平均值計(jì)算部分105得到并輸出的標(biāo)準(zhǔn)差平均值的計(jì)算，得到樣品(細(xì)胞或者細(xì)胞膜成分)的物理化學(xué)特性值；數(shù)據(jù)顯示部分110，用于顯示所得到的物理化學(xué)特性值。各部分之間的連接在圖4中用虛線或者實(shí)線表示。一般而言，單位標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算部分102、平均值計(jì)算部分105及特征值計(jì)算部分108都是為實(shí)現(xiàn)上述計(jì)算而設(shè)計(jì)的程序，貯存于與系統(tǒng)相連的計(jì)算機(jī)硬盤(pán)中。而顯示數(shù)據(jù)部分110則就是CRT。
另外，在圖4中，標(biāo)記數(shù)字103、104、106、107及109分別代表著正態(tài)分布曲線擬和部分，刺激物產(chǎn)生部分，平均值和半寬度計(jì)算部分，信號(hào)加和部分和活性值分類(lèi)部分。下面我們將予以詳述。
圖12是一個(gè)示意圖，顯示的是本發(fā)明的實(shí)施方案中的細(xì)胞診斷分析芯片。這個(gè)芯片包括可將樣品(諸如細(xì)胞或者細(xì)胞碎片)放置其上的基板，參比電極和測(cè)量電極。在這個(gè)基板上，所提供的有樣品入口201，細(xì)胞裂解部分202，細(xì)胞培養(yǎng)部分和傳感器部分(此兩項(xiàng)在圖12中被整合在一起，用203代表)，刺激物作用部分204，信號(hào)放大部分205，信號(hào)處理部分206，數(shù)據(jù)顯示部分207和控制面板部分208。有了這些組成，就可以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞診斷的一系列步驟并可以顯示出結(jié)果。
樣品從樣品入口被注入，經(jīng)過(guò)一個(gè)引流連接管，進(jìn)入到細(xì)胞裂解部分202。一般說(shuō)來(lái)細(xì)胞裂解部分202是由一個(gè)微過(guò)濾器組成，其直徑為20μm(Millipore公司有售)，將之覆蓋在細(xì)胞培養(yǎng)部分中的待測(cè)樣品(如細(xì)胞或者細(xì)胞膜成分)上。然后，將被覆蓋的樣品通過(guò)引流連接管引入細(xì)胞培養(yǎng)部分。細(xì)胞培養(yǎng)部分位于傳感器(如前所述的)之上，后者包括參比電極和測(cè)量電極。利用控制面板208的控制，使用激發(fā)部分204在傳感器中激發(fā)被引入的樣品，這樣，就能產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，也就是這個(gè)樣品的物理化學(xué)特性的指標(biāo)值。
典型地，細(xì)胞培養(yǎng)部分包括溫度控制器，以保證樣品處在激活狀態(tài)。另外，還需要一個(gè)濕度控制器。溫度控制的裝置可以使用Peltier裝置、IH加熱器或者其他類(lèi)似儀器。所產(chǎn)生的信號(hào)，被信號(hào)放大部分205放大，然后再由信號(hào)處理部分206進(jìn)行處理，最后傳入數(shù)據(jù)顯示部分207，這里我們就能夠看到處理后的結(jié)果了。注意，用于構(gòu)成上述各構(gòu)件以及構(gòu)成各構(gòu)件之間的連接物的元件，可以使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的元件，在此我們就不再加以詳述。另外，根據(jù)圖12中所示的例子，細(xì)胞診斷分析芯片包括四個(gè)流水線，每個(gè)都有上述各構(gòu)件組成，可以實(shí)現(xiàn)上述一系列的操作步驟。而且流水線的數(shù)目是不限的。
本發(fā)明方法、裝置以及細(xì)胞診斷用儀器，提供了一種新的進(jìn)行細(xì)胞診斷的方法。這種方法所用儀器及裝置簡(jiǎn)單，可以提取到普通細(xì)胞外方法無(wú)法得到的信號(hào)。
本發(fā)明的細(xì)胞診斷方法不需要抗體，所以，也不需要使用抗體的方法中必需的染色步驟。因此，由于抗體滴度問(wèn)題所造成的診斷錯(cuò)誤也就不會(huì)發(fā)生。本發(fā)明的細(xì)胞診斷方法是通過(guò)測(cè)量細(xì)胞或者其膜碎片的物理化學(xué)特性來(lái)測(cè)知待診斷的目的細(xì)胞內(nèi)的變化的?？梢酝瑫r(shí)處理大量樣品，且速度快，處理可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
本發(fā)明的細(xì)胞診斷方法一般說(shuō)來(lái)是處理數(shù)字信號(hào)(時(shí)間序列信號(hào)值)的，這些信號(hào)都是在測(cè)定細(xì)胞或其膜碎片的物理化學(xué)特性的指標(biāo)值的步驟中以預(yù)先確定的取樣速度取樣得到的，這樣就可以在對(duì)細(xì)胞及其膜碎片的物理化學(xué)特性進(jìn)行提取、測(cè)量、分類(lèi)時(shí)明確地與噪音信號(hào)相區(qū)別。
本發(fā)明的細(xì)胞診斷裝置及儀器不需要專(zhuān)門(mén)的控制儀器，僅需將樣品放在基板上，不需要在樣品和基板間制造一個(gè)高阻抗層(gigaseal)，這就可以用很短的時(shí)間對(duì)樣品(細(xì)胞或者細(xì)胞膜成分)的細(xì)胞外電位進(jìn)行測(cè)量。
使用本發(fā)明的裝置，就可以通過(guò)改變測(cè)量電極或者參比電極的放置環(huán)境，來(lái)測(cè)量細(xì)胞或者細(xì)胞碎片的物理化學(xué)特性，而不需要在樣品和基板間制造一個(gè)高阻抗層(gigaseal)。實(shí)施例下面將就參照?qǐng)D示介紹幾個(gè)本發(fā)明的特殊實(shí)施例。
實(shí)施例的目的在于用來(lái)描述本發(fā)明，而非對(duì)其進(jìn)行限制。(實(shí)施例1)本例中使用的細(xì)胞診斷儀器的結(jié)構(gòu)組成示意圖見(jiàn)圖4，該儀器包括圖3中所示的裝置，后者在這里用于測(cè)量部分(信號(hào)源)101。來(lái)自大鼠胃底的正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞作為樣品。我們使用該儀器來(lái)測(cè)定化學(xué)物質(zhì)碳酰膽堿對(duì)這些樣品的作用。
化學(xué)物質(zhì)碳酰膽堿是一種神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿的類(lèi)似物。將碳酰膽堿(Sigma生產(chǎn))溶于林格氏液(Krebs Ringer)中，濃度分別是0、0.1、0.3、1、3、10、30以及100μM。將每個(gè)溶液都分別對(duì)來(lái)自大鼠胃底的正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞進(jìn)行處理，這些不同濃度的溶液可用于測(cè)量電信號(hào)。使用圖3中所示的細(xì)胞診斷裝置的測(cè)量部分(信號(hào)源)101，給每個(gè)不同濃度的碳酰膽堿溶液測(cè)定10秒的時(shí)間序列信號(hào)值，每隔100ms取樣一次，以獲得時(shí)間序列數(shù)據(jù)，接著計(jì)算取樣數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差。圖8所示為用標(biāo)準(zhǔn)差的平均值所做的圖。在圖8中，黑色圓圈代表從腫瘤細(xì)胞得到的數(shù)據(jù)，白色圓圈代表從正常細(xì)胞得到的數(shù)據(jù)。
如圖8所示，可以肯定，無(wú)論是正常細(xì)胞還是腫瘤細(xì)胞，碳酰膽堿的濃度越高，100ms間隔的標(biāo)準(zhǔn)差平均值就越高。這表明來(lái)自大鼠胃底細(xì)胞的離子通道的活化對(duì)碳酰膽堿的濃度有依賴(lài)性。
如圖8所示，與正常細(xì)胞相比，從腫瘤細(xì)胞所得到的電信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)差較大，表明腫瘤細(xì)胞的碳酰膽堿依賴(lài)方式可能與正常細(xì)胞不同。這里碳酰膽堿的濃度是1到30μM。因此，本發(fā)明的方法和細(xì)胞診斷儀器可以用于測(cè)量細(xì)胞的物理化學(xué)特性，并可以用于探知是否存在有腫瘤細(xì)胞。(實(shí)施例2)圖5是一個(gè)示意圖，顯示的是本發(fā)明中用于測(cè)定目的細(xì)胞狀態(tài)的細(xì)胞診斷儀器的構(gòu)造。這里的儀器與圖4中的相似，只是正態(tài)分布曲線擬和部分103、平均值和半寬度計(jì)算部分106及特征分類(lèi)部分109在這里就相當(dāng)于平均值計(jì)算部分105和特征計(jì)算部分108的位置。各個(gè)部分之間的連接在圖5中用虛線或者實(shí)線表示。
通過(guò)單位標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算部分102，正態(tài)分布曲線擬和部分103將多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的值分為多個(gè)組，單位是預(yù)先確定了的標(biāo)準(zhǔn)差寬度。在坐標(biāo)軸上標(biāo)注各標(biāo)準(zhǔn)差值，X軸表示組、y軸則表示該組的標(biāo)準(zhǔn)差值的數(shù)字。然后將所得的曲線與正態(tài)分布曲線擬和。接著，平均值和半寬度計(jì)算部分106計(jì)算所得的正態(tài)分布曲線的平均值和半寬度。特征分類(lèi)部分109根據(jù)所得的平均值和半寬度對(duì)物理化學(xué)特性進(jìn)行分類(lèi)。注意，與圖4所示儀器相似，單位標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算部分102，正態(tài)分布曲線擬和部分103、平均值和半寬度計(jì)算部分106及特征分類(lèi)部分109一般都可以軟件程序的形式保留在計(jì)算機(jī)的硬盤(pán)上。顯示數(shù)據(jù)部分110可以是CRT。
儀器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示，它包括圖3中所示的裝置，作為其測(cè)量部分(信號(hào)源)，用來(lái)測(cè)量碳酰膽堿在樣品中的變化。這里的樣品同例1一樣，也是來(lái)自大鼠胃底的正常細(xì)胞和混有腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞。
用濃度為50μM的碳酰膽堿對(duì)來(lái)自大鼠胃底的正常細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞進(jìn)行處理之前和之后，我們可以從測(cè)量部分(信號(hào)源)101獲得相應(yīng)的信號(hào)，接著就可以計(jì)算信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)差，這與實(shí)施例1中的方式相似。正態(tài)分布曲線擬和部分103將各標(biāo)準(zhǔn)差繪成圖形，如圖9所示。
圖9(A)中所示，是一個(gè)根據(jù)時(shí)間序列的電信號(hào)數(shù)據(jù)計(jì)算得到的標(biāo)準(zhǔn)差值的柱狀圖，這個(gè)時(shí)間序列是在正常細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞用碳酰膽堿處理之前的10秒內(nèi)每隔5毫秒取樣一次得到的。圖9(B)所示的也是一個(gè)根據(jù)時(shí)間序列的電信號(hào)數(shù)據(jù)計(jì)算得到的標(biāo)準(zhǔn)差值的柱狀圖，但這個(gè)時(shí)間序列是在正常細(xì)胞用碳酰膽堿處理之后的10秒內(nèi)每隔5毫秒取樣一次得到的。圖9(C)所示的則是根據(jù)腫瘤細(xì)胞用碳酰膽堿處理之后的所得數(shù)據(jù)的相應(yīng)柱狀圖。如圖9所示，這證實(shí)，用碳酰膽堿處理后，每隔5毫秒所得的正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞的標(biāo)準(zhǔn)差平均值都有所增高。另外，這還證實(shí)，腫瘤細(xì)胞的平均值和半寬度值都比正常細(xì)胞的大些。因此，本發(fā)明的這種方法和細(xì)胞診斷儀器可以用來(lái)測(cè)定細(xì)胞的物理化學(xué)特性及判斷腫瘤細(xì)胞的存在與否。(實(shí)施例3)與實(shí)施例1相同，使用來(lái)自大鼠正常胃底的細(xì)胞及患有胃底癌的大鼠的胃底腫瘤細(xì)胞作為樣品細(xì)胞。使用200Hz電脈沖激發(fā)樣品，接著測(cè)量樣品所發(fā)出的電壓信號(hào)。結(jié)果見(jiàn)圖10。然后，取分別來(lái)自正常細(xì)胞及腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞膜成分作為樣品，進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果見(jiàn)圖11。在每個(gè)圖中，實(shí)線代表來(lái)自正常細(xì)胞樣品的結(jié)果，虛線代表來(lái)自腫瘤細(xì)胞樣品的結(jié)果。
如圖10和11所示，無(wú)論是用細(xì)胞作為樣品還是用細(xì)胞碎片作為樣品，與正常細(xì)胞相比，腫瘤細(xì)胞中的電壓信號(hào)的振幅較小。因此，本發(fā)明的這種方法和細(xì)胞診斷儀器可以用來(lái)測(cè)定細(xì)胞的物理化學(xué)特性及判斷腫瘤細(xì)胞的存在與否。
在本實(shí)施例中，沒(méi)有使用如圖4所示的單位標(biāo)準(zhǔn)差值計(jì)算部分，而只是比較了電壓信號(hào)的衰減。當(dāng)然，如果進(jìn)行更詳細(xì)的分析，也可以對(duì)不同的頻率、電阻抗變化或者電容進(jìn)行比較。
如上所述，可以看出，使用本發(fā)明的方法和細(xì)胞診斷儀器來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的免疫染色技術(shù)，可以簡(jiǎn)便的測(cè)定細(xì)胞或者細(xì)胞膜成分的物理化學(xué)特性，進(jìn)而判斷細(xì)胞的狀態(tài)。在上面提及的幾個(gè)實(shí)施例中都是在一個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)中對(duì)多個(gè)細(xì)胞或者由多個(gè)細(xì)胞制備而得的細(xì)胞膜成分同時(shí)進(jìn)行測(cè)定，但對(duì)單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行測(cè)量也可以得到相似的結(jié)果。
注意，雖然上述實(shí)施例采用了圖4和圖5中所示意的儀器，但實(shí)際上具有圖6或者圖7中所示意的構(gòu)造的儀器也同樣可以使用。
與圖5相比，圖6所示的儀器還包括樣品編號(hào)分類(lèi)部分即標(biāo)注為111的部分。
圖7所示儀器與圖5是一樣的，只是圖7中的儀器包括多個(gè)信號(hào)源101，信號(hào)產(chǎn)生部分104是用于激發(fā)信號(hào)源101的，信號(hào)加和部分107用于對(duì)來(lái)自信號(hào)源101的多個(gè)信號(hào)進(jìn)行加和。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明提供了一種細(xì)胞診斷方法及其使用的裝置和儀器，其通過(guò)測(cè)量由于細(xì)胞內(nèi)的變化所引起的物理化學(xué)特性的改變，可輕易地在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)大量樣品的處理。
權(quán)利要求
1.一種用于診斷細(xì)胞的狀態(tài)和特征的方法，所述方法包含以下步驟為測(cè)量所述細(xì)胞的物理化學(xué)特性提供一個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)；將包括所述細(xì)胞的細(xì)胞膜成分在內(nèi)的樣品放入所述反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)；對(duì)所述樣品施加一種刺激物；獲取所述樣品的物理化學(xué)特性的指標(biāo)值；并參照所述指標(biāo)值對(duì)所述細(xì)胞的狀態(tài)作出診斷。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述診斷步驟包含將所述指標(biāo)值與對(duì)照樣品的物理化學(xué)特性的指標(biāo)值進(jìn)行比較。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述刺激物選自化學(xué)物質(zhì)、蛋白質(zhì)、氨基酸、電壓脈沖、電流脈沖、電磁波、以及激光。
4.用于權(quán)利要求1的反應(yīng)系統(tǒng)的裝置，其包含放置所述樣品的基板；參比電極；和測(cè)量電極，其中所述參比電極的放置環(huán)境或特性與所述測(cè)量電極的放置環(huán)境或特性是不同的。
5.權(quán)利要求4的裝置，其中所述基板包含用于放置樣品的貫通孔；而所述樣品被放置于該參比電極和測(cè)量電極之間，并置于所述貫通孔附近。
6.權(quán)利要求4的裝置，其中所述參比電極的放置環(huán)境或特性以及所述測(cè)量電極的放置環(huán)境或特性分別是放置該參比電極和測(cè)量電極的區(qū)域的容積；而所述測(cè)量電極的放置區(qū)域的容積小于所述參比電極的放置區(qū)域的容積。
7.權(quán)利要求1的方法，其中提供所述反應(yīng)系統(tǒng)的步驟包含將足夠量的電解液放置于權(quán)利要求5的裝置中，使得所述參比電極和測(cè)量電極浸沒(méi)在所述電解液中，而放置步驟包含將該樣品定位于所述裝置的貫通孔上，其中浸沒(méi)參比電極的電解液的量多于浸沒(méi)測(cè)量電極的電解液的量。
8.權(quán)利要求5的裝置，其進(jìn)一步包含一放置于所述基板上方的細(xì)胞培養(yǎng)部分，以及一放置于所述基板下方的細(xì)胞抽吸部分，其中所述細(xì)胞培養(yǎng)部分由一個(gè)分隔構(gòu)件和所述基板構(gòu)成。
9.權(quán)利要求8的裝置，其中所述參比電極被放置于該分隔構(gòu)件的內(nèi)壁。
10.權(quán)利要求1的方法，其中獲取所述指標(biāo)值的步驟包含(a)將樣品發(fā)出的物理化學(xué)信號(hào)作為時(shí)間序列的信號(hào)值進(jìn)行記錄；(b)對(duì)該時(shí)間序列的信號(hào)值進(jìn)行取樣，以得到多組由多個(gè)數(shù)值組成的提取的數(shù)據(jù)，并計(jì)算每組數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；(c)計(jì)算所述標(biāo)準(zhǔn)差的平均值；并(d)將該平均值作為所述的指標(biāo)值。
11.權(quán)利要求1的方法，其中獲取所述指標(biāo)值的步驟包含(a)將樣品發(fā)出的物理化學(xué)信號(hào)作為時(shí)間序列的信號(hào)值進(jìn)行記錄；(b)對(duì)該時(shí)間序列的信號(hào)值進(jìn)行取樣，以得到多組由多個(gè)數(shù)值組成的提取的數(shù)據(jù)，并計(jì)算每組數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；(c)將所述標(biāo)準(zhǔn)差分入多個(gè)以預(yù)先確定的標(biāo)準(zhǔn)差的大小作為單位的組中，并得到一個(gè)代表所述樣品的物理化學(xué)特性的分布曲線；(d)將該分布曲線向正態(tài)分布曲線逼近；并(e)計(jì)算最終得到的正態(tài)分布曲線的平均值和半寬度，并將該平均值和半寬度作為所述的指標(biāo)值。
12.權(quán)利要求11的方法，其中的步驟(b)到(e)被重復(fù)多次，在每次重復(fù)中被取樣的所述時(shí)間序列信號(hào)值的數(shù)目被改變以獲取多個(gè)正態(tài)分布曲線，而所述的指標(biāo)值選自所述正態(tài)分布曲線的平均值和半寬度。
13.權(quán)利要求11的方法，其具有多個(gè)用于測(cè)量細(xì)胞的物理化學(xué)特性的反應(yīng)系統(tǒng)，并且在步驟(b)之前，該方法進(jìn)一步包含加和由置于反應(yīng)系統(tǒng)中的多個(gè)樣品所發(fā)出的時(shí)間序列信號(hào)值。
14.權(quán)利要求13的方法，其中在步驟(a)之前，該方法進(jìn)一步包含同時(shí)激發(fā)置于反應(yīng)系統(tǒng)中的樣品。
15.權(quán)利要求1的方法，其中獲取所述指標(biāo)值的步驟包含(a)將樣品發(fā)出的物理化學(xué)信號(hào)作為時(shí)間序列的信號(hào)值進(jìn)行記錄；(b)對(duì)該時(shí)間序列的信號(hào)值進(jìn)行取樣，以得到多組由多個(gè)數(shù)值組成的提取的數(shù)據(jù)，并計(jì)算每組提取的數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；(c)將所述標(biāo)準(zhǔn)差分入多個(gè)以預(yù)先確定的標(biāo)準(zhǔn)差的大小作為單位的組中，并得到一個(gè)代表所述樣品的物理化學(xué)特性的分布曲線；(d)將所得到的分布曲線通過(guò)選自指標(biāo)值遞減分析、指標(biāo)值遞增分析、高斯分布、勞倫斯分布、σ分析、多峰分析、以及非線性分析的曲線逼近擬和分析進(jìn)行擬和；以及(e)根據(jù)經(jīng)步驟(d)得到的擬和曲線峰值前后的斜率，獲取所述樣品的物理化學(xué)特性的指標(biāo)值。
16.權(quán)利要求10的方法，其中的步驟(b)以時(shí)間序列的形式自初始數(shù)據(jù)a進(jìn)行多次，所述初始數(shù)據(jù)a是時(shí)間序列信號(hào)值中的一個(gè)，并且該步驟(b)以時(shí)間序列的形式自記錄于初始數(shù)據(jù)a之后的預(yù)先確定的時(shí)間的數(shù)據(jù)b進(jìn)行多次。
17.權(quán)利要求1的方法，其中獲取所述指標(biāo)值的步驟包含(a)將樣品發(fā)出的物理化學(xué)信號(hào)作為時(shí)間序列的信號(hào)值進(jìn)行記錄；(b)對(duì)該時(shí)間序列的信號(hào)值進(jìn)行取樣，以得到多組由多個(gè)數(shù)值組成的提取的數(shù)據(jù)，并計(jì)算每組提取的數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；(c)對(duì)所得的標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行取樣，以得到多組由多個(gè)數(shù)值組成的提取的標(biāo)準(zhǔn)差，并計(jì)算每組提取的標(biāo)準(zhǔn)差的平均值；并(d)根據(jù)當(dāng)該時(shí)間序列的信號(hào)值的平均值達(dá)到一個(gè)預(yù)先確定的閾值的時(shí)間而獲取該樣品的物理化學(xué)特性的指標(biāo)值。
18.權(quán)利要求11的方法，其中的步驟(a)在一種對(duì)所述樣品具有已知作用的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)物質(zhì)和一種待測(cè)化學(xué)物質(zhì)存在的情況下進(jìn)行，并通過(guò)改變標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)物質(zhì)和待測(cè)化學(xué)物質(zhì)的濃度而重復(fù)步驟(b)到(e)，并且其中的診斷步驟進(jìn)一步包含將在該標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)物質(zhì)存在的情況下獲取的指標(biāo)值與在該待測(cè)化學(xué)物質(zhì)存在的情況下獲取的指標(biāo)值進(jìn)行比較。
19.一種細(xì)胞診斷儀器，其包含一個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)，所述反應(yīng)系統(tǒng)包含權(quán)利要求8中的細(xì)胞診斷裝置以及用于測(cè)定樣品的物理化學(xué)特性的方法。
20.一種細(xì)胞診斷分析芯片，其包含用于放置包括細(xì)胞的細(xì)胞膜成分在內(nèi)的樣品的基板，一個(gè)參比電極，和一個(gè)測(cè)量電極，其中所述基板具有a.組織粉碎部分、b.細(xì)胞培養(yǎng)部分、c.傳感器部分、d.刺激物作用部分、e.信號(hào)放大部分、f.信號(hào)處理部分、g.數(shù)據(jù)顯示部分、和h.控制面板部分，由此來(lái)顯示該樣品的狀態(tài)。
21.權(quán)利要求20的細(xì)胞診斷芯片，其中的a.組織粉碎部分包含一個(gè)直徑為1-100μm的微濾器。
22.權(quán)利要求20的細(xì)胞診斷芯片，其中的b.細(xì)胞培養(yǎng)部分具有溫控措施。
23.權(quán)利要求22的細(xì)胞診斷芯片，其中的b.細(xì)胞培養(yǎng)部分進(jìn)一步具有濕度控制措施。
24.權(quán)利要求22的細(xì)胞診斷芯片，其中所述溫度控制措施具有Peltier設(shè)備或是IH加熱器。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于診斷細(xì)胞的狀態(tài)和特征的方法，其步驟包含提供用于測(cè)定細(xì)胞的物理化學(xué)特性的反應(yīng)系統(tǒng)，將包括細(xì)胞的細(xì)胞膜成分在內(nèi)的樣品置于該反應(yīng)系統(tǒng)中，將刺激物施加于該樣品，獲取該樣品物理化學(xué)特性的指標(biāo)值，并參照該指標(biāo)值對(duì)該細(xì)胞的狀態(tài)做出診斷。其中參比電極的放置環(huán)境或特性不同于測(cè)量電極的放置環(huán)境或特性，基板包含用于放置樣品的貫通孔，所述樣品被置于該參比電極和測(cè)量電極之間并鄰近所述貫通孔。
文檔編號(hào)C12M1/36GK1464909SQ02802624
公開(kāi)日2003年12月31日 申請(qǐng)日期2002年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月9日
發(fā)明者岡弘章, 小川龍?zhí)?申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社