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超高速流式成像分析儀

2021-05-08 17:30:43
云上高博會 http://www.g2h0uzv.xyz
所屬領域:
生物、醫藥及醫療機械
項目成果/簡介:

高速細胞檢測一直是生物、醫學領域非常有挑戰性的工作,而流式細胞檢測以其較大的 檢測通量成為高速細胞檢測的首選方案。本成果超高速流式成像分析儀靈活運用了高速光纖通信、微波光子技術及光信號處理技術,結合高速數據處理和生物醫學技術,實現了對傳統 細胞成像速度的巨大突破。與此同時,在獲取了海量的細胞圖像之后,根據具體應用的需求 進行快速數據壓縮、人工智能圖像分類處理、細胞特征提取等操作。通過細胞圖像獲取每一 個細胞的核心參數,從而將復雜的生物學現象(細胞)快速轉換為直觀可讀的信息呈現形式, 為細胞特性的分析以及疾病的診斷提供第一手的,準確的資料。

創始團隊基本來自于清華大學,擁有雄厚的研發能力,并與北京大學、武漢大學、東京 大學、加州大學洛杉磯分校、北京天壇醫院實驗室等知名高校及科研機構建立項目合作。同時獲得天使輪投資,擁有發明專利兩項,并獲得第二十二屆全國發明展覽會—金獎,第十二屆北京發明創新大賽—金獎,受到業內一致好評。

超高速流式成像分析儀是數字顯微技術、微流體力學和圖像處理技術的綜合應用,用于自動分析顆粒或液體中的懸浮細胞。當樣品流過檢測區時,儀器會捕捉樣品的影像,影像中的每個顆粒將被分析,生成關于顆粒的數量、尺寸、透明度、形態等方面的數據。也能用于實時分析顆粒的動態過程。形態分析軟件還可用于分析特殊形態的顆粒,或者用于分離一些 亞顆粒群體。該成像儀器利用高速重復頻率的激光脈沖作為主動照明光源,利用時空頻映射 對成像區域進行頻分掃描,該掃描完全利用光源本身的光譜特性實現,沒有使用機械或電子 的掃描裝置,因此可以大大提升掃描成像的速度。目前實現了超高速成像儀的幀率可以達到 1 百萬幀/秒至 20 億幀/秒的幀率,可以連續記錄 10 萬幀以上的影像數據,成像分辨率小于1 微米,可以連續觀察非周期性的無規律的偶發事件。

應用范圍:

在應用方面,已經進行了超高速無標 記流式細胞成像實驗,可以實現對血液細胞當中的早期癌細胞(CTC)進行高精度高通量的 篩查,成像通量超過 100 萬細胞/秒,是目前常用的流式細胞儀的 1000 倍。另外,在高速氣溶膠(PM2.5、PM10)成像機制上也進行了應用,可以實現氣溶膠噴口速度在 10 米/秒的情 況下進行顆粒成像,目前國際上還沒有類似的儀器出現。

項目階段:

2016 年 12 月進行全血采集,成功篩選出粒徑在 11.48 微米-13.64 微米范圍內的特異細 胞,并進行了相應細胞的分類與成像。在光電子技術、集成光電子芯片、光譜信息處理與傳 感方面形成了雄厚的技術積累,發表高水平學術論文 50 余篇,2016 年 Versatile Wideband Polarization-Insensitive Mode Converter Based on 論文在 IEEE 光子學雜志發表,2017 年 2 月 在 IEEE 光子學雜志發表了 High-Speed Compressive Microscopy of Flowing Cells Using Sinusoidal。

效益分析:

超高速激光掃描顯微成像儀擁有傳統檢測儀器不具備的特殊功能,通過高速成像,獲取傳統儀器無法得到的信息,解決多個交叉領域的關鍵問題。同時還具有以下優勢:

1 提供高分辨率的細胞圖像。

2  對細胞無毒副作用,經過檢測的細胞可以用于后續的分析和研究,提取多維度特征。

3 快速高效,通量大,靈敏度高。

4 檢測 CTC 準確性優于 ctDNA 檢測,且在藥理研究方面也有很大的市場。

知識產權類型:
其他
技術成熟度:
可以量產
技術先進程度:
達到國內領先水平
成果獲得方式:
獨立研究
獲得政府支持情況:
會員登錄可查看 合作方式、專利情況及聯系方式

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