本发明涉及细胞检测的，具体为一种微流控芯片快速检测系统。
背景技术：
1、循环肿瘤细胞的检测对于癌症的早期诊断、疗效评估、复发监测以及预后判断具有重要意义，然而，当前ctc检测技术仍面临多重挑战，
2、现有微流控系统中，对循环肿瘤细胞的光学检测信号较为单一，无法充分利用多维信号进行高精度检测，导致部分细胞误判或漏判；
3、传统的捕获技术在定向捕获循环肿瘤细胞时，因捕获装置设计不够精确，导致目标细胞容易流失或捕获失败，难以实现高效的定向捕获；
4、现有技术中微流控芯片的流体控制精度不足，容易因流速波动导致样本堵塞或流速过快影响检测和捕获效果。
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，本发明提出了一种微流控芯片快速检测系统，能够有效解决上述背景技术中提出的传统的检测方法由于检测手段单一，难以同时获取细胞的多维光学信息，容易导致循环肿瘤细胞在检测过程中损伤或漏判的问题。
2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种微流控芯片快速检测系统，包括：
3、样本预处理与流体控制模块，用于对输入样本细胞进行初步处理，其特征在于，包括，样本稀释与分离单元以及流体驱动与控制单元，具体为：
4、将样本血液从原始状态经过样本预处理、样本分离、以及稀释处理的步骤，以形成待检测的样本流体，使样本流体流入微流控芯片；
5、以及，传感检测与信号处理模块，用于对样本细胞进行检测，并将检测到的数据信号发送至循环肿瘤细胞捕获模块，包括，光学传感器检测单元、信号数据处理单元以及数据传输单元，具体为：
6、在微流控通道中集成光学传感器，利用光源照射样本细胞产生离散光信号以及荧光信号，根据产生的离散光信号以及荧光信号完成循环肿瘤细胞特征提取，由此进行循环肿瘤细胞的检测，将检测结果发送至循环肿瘤细胞捕获模块；
7、还包括：
8、循环肿瘤细胞捕获模块，用于根据数据信号实现对循环肿瘤细胞的捕获，包括，循环肿瘤细胞定位单元、循环肿瘤细胞捕获单元以及循环肿瘤细胞限域单元，具体为：
9、对经过筛选的循环肿瘤细胞进行定向捕获，基于磁场操控技术和多通道单细胞限域微结构设计，同时结合微流控系统实现对细胞的精确捕获。
10、作为本发明所述一种微流控芯片快速检测系统的一种优选方案，其中：所述样本预处理具体如下：
11、设定输入的生物血液样本为，且包括样本细胞以及杂质，则有，，样本细胞总数量为；
12、利用滤膜对血液样本进行过滤，以便去除杂质，则有，
13、其中，表示血液样本中的样本细胞，表示血液样本中的杂质，表示过滤后样本细胞在血液样本中的占比，用于控制细胞过滤程度，且满足公式，表示样本细胞的占比系数；
14、对过滤后的样本细胞进行数据更新，则有，，表示过滤后的杂质，表示杂质过滤后的血液样本。
15、作为本发明所述一种微流控芯片快速检测系统的一种优选方案，其中：所述样本稀释具体实现如下：
16、样本细胞经过分离后，样本细胞的总数为，样本溶液体积为，样本细胞位于离心管底部，此时样本细胞的浓度则为，
17、其中，表示样本细胞的总数，表示样本溶液体积，表示经过分离后的样本细胞的浓度；
18、通过加入体积为的缓冲溶液，将初始样本体积进行稀释，降低样本细胞的黏度，确保流体在微流控芯片中顺畅流动，则有，
19、其中，表示样本细胞的总数，表示样本溶液体积，表示加入缓冲液后的样本细胞的浓度，表示加入的缓冲液体积；
20、通过加入缓冲液，实现对样本细胞的黏度的调整，则有，
21、其中，分别表示样本溶液初始粘度以及缓冲液粘度，表示样本溶液体积，表示加入的缓冲液体积，表示调整后的样本细胞的黏度；
22、对样本细胞的稀释，通过监测加入缓冲液后的样本细胞的浓度以及粘度来控制稀释的程度，具体如下：
23、根据加入缓冲液后的样本细胞浓度以及粘度设定目标函数，设定目标函数对加入的缓冲液体积进行优化，则有，
24、其中，表示样本细胞满足微流控芯片检测的最低浓度需求，表示样本细胞能够流入微流控通道的最大粘度，表示目标函数，通过限定目标函数的结果，实现对加入的缓冲液体积的优化，则有，
25、对于的结果，同时满足公式以及时，此时的目标函数对应的缓冲液体积则为加入的缓冲液体积。
26、作为本发明所述一种微流控芯片快速检测系统的一种优选方案，其中：所述利用光源照射样本细胞产生离散光信号以及荧光信号具体如下：
27、离散光信号获取，
28、其中，表示入射光初始强度，表示细胞半径，表示细胞到光学传感器的距离，表示影响因素函数，表示散射角度，表示光学传感器的光的波长，表示样本细胞中的细胞的折射率，表示获取的离散光信号；
29、荧光信号获取，
30、其中，表示入射光初始强度，表示荧光量子产率，表示荧光吸收率，表示荧光染料的浓度，表示获取的荧光信号。
31、作为本发明所述一种微流控芯片快速检测系统的一种优选方案，其中：所述进行循环肿瘤细胞的检测具体如下：
32、根据提取的循环肿瘤细胞特征，构建循环肿瘤细胞评分模型，则有，
33、其中，表示前向散射强度，表示侧向散射强度，表示荧光相对强度，表示偏置项，分别表示各个特征的权重系数；
34、根据评分结果进行循环肿瘤细胞的筛选，具体如下：
35、样本细胞在循环肿瘤细胞评分模型下的得分为，正常细胞在循环肿瘤细胞评分模型下的得分为，循环肿瘤细胞在循环肿瘤细胞评分模型下的得分为，根据得分进行循环肿瘤细胞筛选，则有，
36、根据样本细胞在循环肿瘤细胞评分模型下的得分结果进行正常细胞与循环肿瘤细胞的筛选；
37、若样本细胞在循环肿瘤细胞评分模型下的得分满足公式，表示当前得分对应的样本细胞为循环肿瘤细胞与正常细胞的集合体，需对当前样本细胞进行二次筛选。
38、作为本发明所述一种微流控芯片快速检测系统的一种优选方案，其中：所述二次筛选具体如下：
39、根据构建数据特征进行动态筛选机制的构建，则有，
40、行为数据特征下的评分机制，，
41、光谱数据下的评分机制，
42、其中，表示样本细胞在微流控通道中的运动速度，表示样本细胞在微流控通道中的速度变化率，表示样本细胞在微流控通道中的加速度，表示在不同波长下的荧光响应，表示波长种类的上限，表示波长的种类索引，表示不同波长下的光谱特征对评分的影响程度，分别表示速度、加速度以及速度变化率对评分的影响程度，表示行为数据特征下的评分结果，表示光谱数据下的评分结果；
43、将两种数据特征下的评分模型结合，构建综合评分模型，则有，
44、其中，分别表示行为评分与光谱评分的权重系数，由实施人员根据实际应用场景自行设定，表示行为数据特征下的评分结果，表示光谱数据下的评分结果；
45、根据行为评分、光谱评分以及综合评分模型进行筛选，具体如下：
46、利用正常细胞分别设定行为评分标准阈值、光谱评分标准阈值，以及综合评分标准阈值，
47、根据设定的标准阈值进行样本细胞中循环肿瘤细胞的筛选。
48、作为本发明所述一种微流控芯片快速检测系统的一种优选方案，其中：所述循环肿瘤细胞定位单元具体如下：
49、通过磁性标记技术，将磁性颗粒附着在循环肿瘤细胞表面，通过磁场力的作用下，使循环肿瘤细胞沿磁场线移动，则有，
50、其中，表示附着于循环肿瘤细胞表面的磁性颗粒的磁矩，表示时刻的磁场强度，表示初始磁场强度，表示控制系数，用于调整磁场变化的敏感度，由实施人员根据实际应用场景自行设定，表示循环肿瘤细胞的实时位移差，表示磁场力，作用于磁性颗粒，用于引导循环肿瘤细胞移动。
51、作为本发明所述一种微流控芯片快速检测系统的一种优选方案，其中：所述对经过筛选的循环肿瘤细胞进行定向捕获具体如下：
52、通过控制每个通道内的流速，产生差异化的流体环境，实现剪切应力的动态调节，则有，
53、其中，表示流体的黏度，表示通道内流速的速度差，表示通道内流体层间的距离，表示动态调节的剪切应力；
54、根据动态调节的剪切应力，同时结合实时成像技术，监测循环肿瘤细胞的形变量，根据监测的循环肿瘤细胞的形变量，实现对循环肿瘤细胞的定向捕获，则有，
55、其中，表示循环肿瘤细胞的形变量，表示动态调节的剪切应力，表示循环肿瘤细胞的弹性模量，表示循环肿瘤细胞对于剪切应力响应的速度系数，表示剪切应力作用的时间；
56、在每条微流控通道末端设计有不同的细胞捕获装置，针对不同通道中的剪切应力，通道中的循环肿瘤细胞对应的形变量不同，通过设定循环肿瘤细胞在不同剪切应力下对应的形变量标准阈值，若循环肿瘤细胞形变量达到标准形变量阈值，引导当前循环肿瘤细胞进入特定区域，进行定向捕获。
57、本发明的有益效果：本发明通过将光学传感器与微流控通道集成，实现实时检测样本细胞的光学信号和荧光信号，能够更准确地提取循环肿瘤细胞特征，避免了检测过程中对细胞的破坏；通过引入磁场操控技术和多通道限域微结构设计，结合流体动态调节剪切应力，有效实现对循环肿瘤细胞的定向捕获，捕获精度高，细胞不会流失或逃逸；通过引入综合评分模型，对检测出的细胞进行多参数分析，实现自动筛选；通过实时成像技术和反馈机制，动态调整剪切应力和捕获条件，进一步提升捕获效率。
1.一种微流控芯片快速检测系统，包括： 样本预处理与流体控制模块，用于对输入样本细胞进行初步处理，其特征在于，包括，样本稀释与分离单元以及流体驱动与控制单元，具体为： 将样本血液从原始状态经过样本预处理、样本分离、以及稀释处理的步骤，以形成待检测的样本流体，使样本流体流入微流控芯片； 以及，传感检测与信号处理模块，用于对样本细胞进行检测，并将检测到的数据信号发送至循环肿瘤细胞捕获模块，包括，光学传感器检测单元、信号数据处理单元以及数据传输单元，具体为： 在微流控通道中集成光学传感器，利用光源照射样本细胞产生离散光信号以及荧光信号，根据产生的离散光信号以及荧光信号完成循环肿瘤细胞特征提取，由此进行循环肿瘤细胞的检测，将检测结果发送至循环肿瘤细胞捕获模块； 还包括： 循环肿瘤细胞捕获模块，用于根据数据信号实现对循环肿瘤细胞的捕获，包括，循环肿瘤细胞定位单元、循环肿瘤细胞捕获单元以及循环肿瘤细胞限域单元，具体为： 对经过筛选的循环肿瘤细胞进行定向捕获，基于磁场操控技术和多通道单细胞限域微结构设计，同时结合微流控系统实现对细胞的精确捕获。
2.如权利要求1所述的一种微流控芯片快速检测系统，其特征在于：所述样本预处理具体如下：
3.如权利要求2所述的一种微流控芯片快速检测系统，其特征在于：所述样本稀释具体实现如下：
4.如权利要求3所述的一种微流控芯片快速检测系统，其特征在于：所述利用光源照射样本细胞产生离散光信号以及荧光信号具体如下：
5.如权利要求4所述的一种微流控芯片快速检测系统，其特征在于：所述进行循环肿瘤细胞的检测具体如下：
6.如权利要求5所述的一种微流控芯片快速检测系统，其特征在于：所述二次筛选具体如下：
7.如权利要求6所述的一种微流控芯片快速检测系统，其特征在于：所述循环肿瘤细胞定位单元具体如下：
8.如权利要求7所述的一种微流控芯片快速检测系统，其特征在于，所述对经过筛选的循环肿瘤细胞进行定向捕获具体如下：
