基于微流控芯片的生物细胞电阻抗成像检测技术

基于多电极阵列微流控芯片通过仿真和试验的方法研究电阻抗成像检测技术(Microelectricalimpedancetomography,μEIT)在细胞检测方面的应用,并在微尺度两相流复杂的电气性能中探索重建细胞分布图像的最佳条件。在仿真分析中,对比了三种图像重构算法,其为广义矢量模式匹配法(Generalized vector sampled pattern matching, GVSPM)、Tikhonov正则化迭代法(Tikhonov regularization, TK)和投影Landweber迭代法(Projected landweber iteration, PLW)。仿真结果显示,GVSPM以最高的图像相关性I_C=0.84和最低的图像误差I_E=0.43被认为是本研究中的最佳图形重建算法。在试验研究中,用μEIT系统对酵母菌溶液中的细胞沉降进行了图像重建,试验结果显示,在频率f=1 MHz的情况下,所重建的图像具有最低的电压误差U_E=0.582,故可认为该溶液的最佳成像频率为f=1 MHz。最后,在频率f=1 MHz的情况下,对微流道的三个不同横截面用GVSPM重建细胞沉降图像,结果显示,各个截面的细胞浓度沿着流向下降,与以前研究中的各个截面上细胞浓度值(体积分数)Φ=17.5%下降至Φ=4.9%的结果一致。