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申请/专利权人：中国人民解放军总医院第一医学中心

摘要：本发明涉及一种基于微流控检测的肿瘤早期快速筛查设备，利用荧光编码微球实现了对癌症早期筛查蛋白质种类的区分；同时利用荧光标记的检测抗体实现了对癌症早期筛查蛋白质浓度的表示；当在图像中两个荧光图像重叠时，表明该区域既存在荧光编码微球，又存在荧光标记检测抗体，从而在免洗的情况下实现了对待测成分的准确定位；待定位之后使用红外光谱仪对蛋白质区域进行准确的微区红外光谱检测，将检测的红外光谱输入筛查模型进行筛查；可以更加精准的识别蛋白质的细微变化，从而对癌症早期筛查提供更准确的判断依据。利用神经网络模型，结合荧光编码微球的种类、荧光标记抗体的强度和红外光谱的具体细节进行分析，更加准确、及时的实现对癌症的早期筛查。

主权项：1.一种基于微流控检测的肿瘤早期快速筛查设备，其特征在于包括检测主机、显示模块、光谱分析模块、荧光采集模块、红外光谱采集模块和微流控芯片1；检测主机连接显示模块、光谱分析模块、荧光采集模块、红外光谱采集模块和微流控芯片1；荧光采集模块和红外光谱采集模块对准微流控芯片1，微流控芯片1包括试剂室3和分析室4，荧光采集模块采集微流控芯片1中分析室4的荧光图像，并将其发送至检测主机；检测主机控制红外光谱采集模块对准荧光图像中的感兴趣区域进行红外光谱的采集，并且将采集的光谱发送至检测主机；光谱分析模块对采集的红外光谱进行分析，完成对肿瘤的早期筛查，并将筛查结果显示在显示模块上；微流控芯片1包括药剂室，药剂室内存放有用于进行微流控检测的药剂，药剂包括偶联荧光编码微球5的检测抗体、荧光标记的检测抗体以及稀释试剂；其中偶联荧光编码微球5的检测抗体和荧光标记的检测抗体都能够和待测成分进行特异性结合，且特异性结合的位点不同；其中待测成分为蛋白质；不同荧光编码微球5对不同的蛋白质进行不同的编码，针对待测成分的不同选择多个荧光标记的检测抗体；微流控芯片1还设置有加样室2，加样室2用于加入待测样品，待测样品为血液、血清、尿液、生物组织溶液或者汗液；试剂室3、加样室2都和分析室4连通，且各试剂室3之间不连通，试剂室3和加样室2之间也不连通；试剂室3和分析室4之间设置导通的通道，通道设置有单向流动闸，使得液体仅能够从试剂室3流入分析室4；加样室2和分析室4之间设置导通的通道，通道设置有单向流动闸，使得液体仅能够从加样室2流入分析室4；荧光采集模块包括激发光照明模块和荧光图像采集摄像头，激发光照明模块从底部对微流控芯片1的分析室4提供激发光照明；激发光照明模块发射的光波长范围涵盖荧光编码微球5和荧光标记的检测抗体的激发波长；荧光图像采集模块采集分析室4的荧光图像，荧光图像采集的波长范围涵盖荧光编码微球5发射的荧光发射波长以及荧光标记的检测抗体的荧光发射波长；荧光图像采集模块采集的荧光图像发送至检测主机，检测主机内对荧光图像的色彩进行分析，从荧光图像中划分出包括编码微球的发光区域，记为第一区域；检测主机从荧光图像中划分出包括荧光标记的检测抗体的发光区域，记为第二区域；检测主机将第一区域和第二区域进行重叠，得到重叠区域；红外光谱采集模块为显微红外光谱仪，显微红外光谱仪能够对特定区域进行微区傅里叶红外吸收光谱的采集；控制主机获取重叠区域后控制红外光谱采集模块对重叠区域进行红外光谱采集，并将采集的红外光谱发送至控制主机；光谱分析模块对红外光谱进行分析，具体分析过程如下：光谱分析模块首先从检测主机获取重叠区域中编码微球的荧光发射波长，并根据荧光发射波长确定待测成分的种类；光谱分析模块从检测主机获取重叠区域中荧光标记的检测抗体的荧光强度；光谱分析模块将获取的待测成分的种类、荧光标记抗体7的荧光强度以及重叠区域的傅里叶变换红外吸收光谱作为输入，输入到筛查模型中；筛查模型输出检测的结果；在筛查模型中，将红外光谱输入模型之前先进行红外光谱的处理，具体如下：步骤1：将检测的红外光谱进行降噪，降噪方式选择卷积平滑、滤波降噪方式；步骤2：将降噪后的红外光谱进行分割，将红外光谱分割成n个段，分割前先进行波峰识别，识别出多个波峰；分割时以波峰为中心，分割出的每段红外光谱的波数范围为50cm-1至300cm-1；每一段的波数范围不相同，根据实际波峰的范围来确定；步骤3：对于分割出的每一段红外光谱，求取其强度的平均值A、强度的最大值M；和前一个波峰之间的强度差值D1，和后一个波峰之间的强度差值D2；对于第一个波峰认为其前一个波峰之间的强度差值为0，对于最后一个波峰认为其后一个波峰之间的强度差值为0；步骤4：对于每一段红外光谱构建一个光谱数组，v,L,A,M,D1,D2；其中v表示该段红外光谱的波峰的波数，L表示该段红外光谱的范围；步骤5：将光谱数组，v,L,A,M,D1,D2和待测成分的种类C、荧光标记抗体的荧光强度F；组合作为输入数组v,L,A,M,D1,D2,C,F；合并后的输入数组作为筛查模型的具体输入方式进行输入。

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