本发明涉及细胞阻抗分析，具体而言，涉及一种基于微流控芯片的细胞样本检测系统。
背景技术：
1、car-t细胞免疫疗法作为一种创新疗法已被证明具有传统疗法(如外科手术、化疗和放疗)无法比拟的优势，其原理是将癌症患者的t细胞进行体外培养、扩增、转染等步骤，最终回输至患者体内从而杀死癌细胞，这能够显著延长癌症患者的无进展生存期和总生存期，最终实现治愈癌症的目的。由于体外培养过程受制于人工手动过程主导，存在高成本、细胞受损以及被污染等风险，无法实现广泛、商业化应用。现有的car-t细胞免疫疗法自动化设备虽然克服了成本与人工手动过程主导的挑战，但是在单细胞的质量监控方面仍采用离线的活性检测方法，无法满足设备的全封闭制备要求。且要满足最终制备的细胞回输至人体的要求，因此在单细胞水平上进行无标记的动态的高通量细胞活性检测方法研究就显得尤为重要。
2、微流控芯片可以用来作为实现微流体的操控，微流控芯片中的微米尺度微流道和腔室作为t细胞的载体。单细胞阻抗测量技术是通过构造电极—悬浮介质—细胞的电路系统，对电极施加不同频率的交变电压激励信号，采集细胞取代电极测量区域流体介质时系统产生的差分电流信号，从而提取细胞的阻抗信号；当交变电压信号的频率在数百khz至10mhz范围内时，系统可以测量出细胞的体积参数以及细胞膜的介电常数；当交变电压信号的频率在10mhz以上时，可以测得细胞质的电导率，根据不同活性细胞的介电常数和电导率存在差异，从而实现细胞的活性检测。然而，现有单细胞阻抗测量模块的测量准确度较低。
3、目前，微流控芯片实现单细胞成列流动的实现手段主要有水动力聚焦技术、电泳技术以及声学聚焦技术。其中电泳技术和声学聚焦技术都需要外加物理场的方式来实现细胞单束聚焦。水动力聚焦技术不需要其余物理场，只需要通过控制流体即可实现细胞的聚焦，水动力聚焦技术具有尺寸可调的优点，即基于水动力聚焦技术的微流控芯片使用范围广，通过调节样本流(细胞悬液)以及鞘流的流速比即可实现不同直径细胞的单束聚焦。然而水动力聚焦技术的稳定性相对较差，完成单细胞成列流动的时间较长。
4、微流控芯片上的电极的加工工艺主要包括光刻技术和薄膜沉积，需要电极具有良好的导电性和精确的几何形状，以满足微流控应用的需求。如何使电极与单细胞阻抗测量模块之间进行可靠、成本较低、操作简单的信号传输是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明就是为了解决现有基于水动力聚焦的微流控芯片实现单细胞成列流动稳定性较差、完成时间较长，单细胞阻抗测量模块的测量准确度较低，以及如何实现电极信号传输的可靠、成本较低、操作简单的技术问题，提供一种基于微流控芯片的细胞样本检测系统。
2、本发明提供的一种基于微流控芯片的细胞样本检测系统，包括微流控芯片、用于微流控芯片电极电信号的传输以及辅助成像装置、锁相放大器和阻抗分析仪；
3、用于微流控芯片电极电信号的传输以及辅助成像装置包括底座、弹簧探针、标准排针、杜邦线、印制电路板和纵向定位块，纵向定位块与底座固定连接；三个弹簧探针的尾部均焊接在印制电路板上，印制电路板设有三条线路，该三条线路的一端分别与三个弹簧探针连接，标准排针焊接在印制电路板上，三条线路的另一端分别与标准排针连接；底座设有矩形窗口和定位凸台，矩形窗口位于底座的中部，矩形窗口的长边位于纵向方向，矩形窗口的短边位于横向方向；定位凸台位于矩形窗口的一侧，定位凸台在横向方向延伸到靠近纵向定位块处，定位凸台的顶面高于底座的顶面；纵向定位块设有探针连接平台，探针连接平台设有三个探针连接孔，探针连接平台的底面与底座的顶面设于间距；三个弹簧探针分别与三个探针连接孔连接，每个弹簧探针的接触头从探针连接孔向下伸出；杜邦线与标准排针连接；
4、微流控芯片包括上基板和下基板，上基板设有细胞悬液进入通孔和细胞悬液流出通孔，上基板的底面设有半圆流道、螺旋流道、第一直流道、第二直流道和电阻抗分析流道，细胞悬液进入通孔与半圆流道的一端连通，半圆流道的另一端与螺旋流道的内侧始端连通，半圆流道的直径与螺旋流道的初始半径相等；第一直流道与螺旋流道的外侧末端连通，电阻抗分析流道的一端与第一直流道连通，第二直流道的一端与电阻抗分析流道的另一端连通，细胞悬液流出通孔与第二直流道的另一端连通；下基板的表面连接有一个中间电极和两个侧面电极，两个侧面电极位于中间电极的两侧；
5、侧面电极由接触部和引出部组成，中间电极由接触部和引出部组成，中间电极的接触部以及两个侧面电极的接触部相互平行；下基板的一部分与上基板的底面连接，中间电极的接触部以及两个侧面电极的接触部均位于电阻抗分析流道的正下方，中间电极的接触部以及两个侧面电极的接触部均与电阻抗分析流道垂直；中间电极的引出部没有完全被上基板覆盖，两个侧面电极的引出部没有完全被上基板覆盖；
6、上基板是透明的，下基板是透明的。
7、杜邦线通过三根信号线与锁相放大器、阻抗分析仪连接，其中第一根信号线与阻抗分析仪中信号发生器的输出端连接，其中第二根信号线与锁相放大器的信号输入端连接，其中第三根信号线与锁相放大器的信号输入端连接，锁相放大器的信号输出端与阻抗分析仪的输入端连接。
8、优选地，半圆流道、螺旋流道和第一直流道三者的横截面的形状一致。
9、进一步优选地，半圆流道的横截面是矩形，螺旋流道的横截面是矩形，第一直流道的横截面是矩形。
10、进一步优选地，螺旋流道的矩形横截面的高度h通过以下公式(1)计算确定：
11、ap/0.5≤h≤ap/0.07 (1)
12、公式(1)中，ap为细胞直径；
13、螺旋流道的矩形横截面的宽度w通过以下公式(2)计算得到：
14、w≤8h (2)。
15、优选地，底座1是四个角为圆角的矩形板。
16、优选地，基于微流控芯片的细胞样本检测系统还包括电阻ri、三个电容cdl、两个电容cm、两个电阻rm和两个电容cmem，中间电极与第一个电容cdl的一端连接，第一个侧面电极与第二个电容cdl的一端连接，第二个侧面电极与第三个电容cdl的一端连接，第二个电容cdl的另一端通过串联的两个电阻rm与第三个电容cdl的另一端连接，两个电容cm串联在一起后连接于第二个电容cdl的另一端和第三个电容cdl的另一端连接，两个串联的电容cm之间的结点与第一个电容cdl的另一端连接，两个电阻rm串联，两个电阻rm之间的结点与第一个电容cdl的另一端连接，第一个电容cmem、电阻ri和第二个电容cmem串联在一起后并联在第一个电容cm的两端。
17、优选地，电阻抗分析流道的横截面是矩形。
18、优选地，侧面电极的接触部为矩形，中间电极的接触部是矩形。
19、进一步优选地，中间电极的宽度与侧面电极的宽度相等，中间电极与两个侧面电极之间的间距相等，中间电极与侧面电极之间的间距与中间电极的宽度相等。
20、优选地，纵向定位块的沿垂直方向外侧面与底座的长边的边缘对齐。
21、本发明的有益效果是：
22、用于微流控芯片电极电信号的传输以及辅助成像装置使用方便，可重复利用、降低操作成本。可以适用各种尺寸的微流控芯片。
23、可以通过调整多个探针连接孔之间的间距，实现了具有不同尺寸和间距电极的芯片的兼容，从而促进了行业的通用化。
24、实现微流控芯片在显微镜下的观察，并准确测量细胞的电阻抗信息。
25、在单细胞水平上，实现高通量的人体t细胞活性检测方法。有利于提升car-t细胞免疫疗法的效率，促进car-t细胞免疫疗法的工程化、商业化。
26、细胞单束聚焦的完成时间短，单细胞成列流动稳定性更好。
27、将阻抗测量模块与细胞单束聚焦模块集成在一起。
28、微流道的整体结构设计能够保证在同一时刻只有一个细胞流过电极区域进行测量，从而精准的实现单细胞的电阻抗测量。
29、三共面电极差分测量结构不仅能有效抑制共模干扰，提高信噪比，还能减少电极极化效应，提高测量的精度和稳定性。还可以适用于微电极和微流体应用，在生物传感、化学传感、环境监测等领域有着广泛的应用前景和优势。
30、本发明进一步的特征和方面，将在以下参考附图的具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。
1.一种基于微流控芯片的细胞样本检测系统，其特征在于，包括微流控芯片、用于微流控芯片电极电信号的传输以及辅助成像装置、锁相放大器和阻抗分析仪；
2.根据权利要求1所述的基于微流控芯片的细胞样本检测系统，其特征在于，所述半圆流道、螺旋流道和第一直流道三者的横截面的形状一致。
3.根据权利要求2所述的基于微流控芯片的细胞样本检测系统，其特征在于，所述半圆流道的横截面是矩形，所述螺旋流道的横截面是矩形，所述第一直流道的横截面是矩形。
4.根据权利要求3所述的基于微流控芯片的细胞样本检测系统，其特征在于，所述螺旋流道的矩形横截面的高度h通过以下公式(1)计算确定：
5.根据权利要求1所述的基于微流控芯片的细胞样本检测系统，其特征在于，所述底座1是四个角为圆角的矩形板。
6.根据权利要求1所述的基于微流控芯片的细胞样本检测系统，其特征在于，所述基于微流控芯片的细胞样本检测系统还包括电阻ri、三个电容cdl、两个电容cm、两个电阻rm和两个电容cmem，所述中间电极与第一个电容cdl的一端连接，所述第一个侧面电极与第二个电容cdl的一端连接，所述第二个侧面电极与第三个电容cdl的一端连接，所述第二个电容cdl的另一端通过串联的两个电阻rm与第三个电容cdl的另一端连接，所述两个电容cm串联在一起后连接于第二个电容cdl的另一端和第三个电容cdl的另一端连接，两个串联的电容cm之间的结点与第一个电容cdl的另一端连接，两个电阻rm串联，两个电阻rm之间的结点与第一个电容cdl的另一端连接，第一个电容cmem、电阻ri和第二个电容cmem串联在一起后并联在第一个电容cm的两端。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的基于微流控芯片的细胞样本检测系统，其特征在于，所述电阻抗分析流道的横截面是矩形。
8.根据权利要求1所述的基于微流控芯片的细胞样本检测系统，其特征在于，所述侧面电极的接触部为矩形，所述中间电极的接触部是矩形。
9.根据权利要求8所述的基于微流控芯片的细胞样本检测系统，其特征在于，所述中间电极的宽度与侧面电极的宽度相等，所述中间电极与两个侧面电极之间的间距相等，所述中间电极与侧面电极之间的间距与中间电极的宽度相等。
10.根据权利要求1所述的基于微流控芯片的细胞样本检测系统，其特征在于，所述纵向定位块的沿垂直方向外侧面与底座的长边的边缘对齐。
