流式细胞前处理系统设计与实现
流式细胞仪是对一种能对细胞进行自动分析和相关处理的装置，在细胞分析和医学诊断领域具有广泛的应用。流式细胞仪是以单个细胞作为检测对象，在进行检测前需要对细胞样本进行红细胞裂解和荧光标记等前处理过程。流式细胞检测的预处理过程约占据了总检测时间的60％左右，是整个流式细胞检测工作中最耗时也最繁琐的环节。为提高流式细胞仪的准确性和检测效率，针对流式细胞仪的预处理系统应运而生。流式细胞仪的预处理系统的出现大大简化细胞前处理流程，提高流式细胞术的检测效率，为流式细胞术的高效进行提供重要保证，具有重要的应用意义和研发价值。 本文全面分析流式细胞前处理过程，并通过文献调研分析现有的国内外流式细胞前处理相关设备的基本结构和核心技术，针对典型流式细胞术中淋巴细胞亚群检测的应用需求，设计一款自动化的流式细胞前处理设备，并对其中各个核心模块的性能进行了优化，最终实现了血液样本的全自动高效预处理，具体内容如下: （1）通过文献调研分析现有流式细胞前处理系统的基本结构和核心技术，结合手动操作步骤，提出了一种可应用于淋巴细胞亚群检测的血液预处理自动化流程方案。 （2）针对上述血液预处理自动化流程方案，设计针对样本高效摇匀、条码扫描采集、微量精确移液、混匀细胞标记等核心流程的控制模块，并对各个模块的性能进行了测试和优化。在样本高效摇匀模块中，采用舵机控制机械夹爪的策略，确保良好的自动化摇匀效果;在条码扫描采集模块中，采用轮转式扫码策略，保证了高速准确地信息采集;在微量精确移液模块中，采用电容探测和精密柱塞泵配合的策略，实现了液面准确探测及高精度移液;在混匀细胞标记模块中，采用圆形反应盘振荡混匀策略，实现淋巴细胞的高效标记。 （3）在以上几个核心功能模块的基础上，设计整机系统总体方案。通过设计系统通信方案，将核心模块中的各子模块、整机主控制器、液路系统及人机交互式模块整合在一起，最终实现流式细胞前处理系统的自动化操作流程。 （4）搭建流式细胞前处理整机系统，并对该系统进行稳定性测试、静电测试、流程功能测试;在此基础上，以质控血为例使用该系统进行血液样本的全自动预处理,利用流式细胞分析仪进行分析检测，得到与手动操作一致的检测效果。以上结果说明本论文研发的流式细胞前处理系统满足血液样本前处理的基本要求，具备血液样本快速高效处理的基本应用性能。
流式细胞仪;前处理系统;结构设计;自动化流程
武汉纺织大学
硕士
电子信息
刘侃
2023
中文
TH776;TH703
2023-08-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）