(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210240204.7 (22)申请日 2022.03.10 (71)申请人 中国科学院青岛生物能源与过程研 究所 地址 266101 山东省青岛市崂山区松岭路 189号 (72)发明人 李远东　任立辉　侯喜报　籍月彤　 马波　徐健　 (74)专利代理 机构 北京纪凯知识产权代理有限 公司 11245 专利代理师 刘维 (51)Int.Cl. G01N 21/84(2006.01) G01N 21/65(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种临床微生物单细胞耐药性检测仪器及 检测方法 (57)摘要 本发明涉及的临床微生物单细胞耐药性检 测仪器及检测方法， 仪器包括电动位移平台、 光 镊模块、 成像模块、 激发光模块、 显微聚焦模块、 拉曼主光路及传输模块、 同轴照明模块、 自动采 集控制模块； 通过结合光镊模块捕获样品芯片中 在液相状态下的待测细胞， 实现了干片及液相中 静止及流动状态下微生物样品的耐药性检测。 检 测仪器具有多种工作模式， 满足不同需求的耐药 性检测； 光学箱 体一体化铸 造， 全封闭设计， 避 光 性好， 防止细菌污染， 能够大幅度提高仪器稳定 性， 保证单细胞检测结果的准确性。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 114527126 A 2022.05.24 CN 114527126 A 1.一种临床微生物单细胞耐药性检测仪器， 其特征在于， 包括电动位移平台、 光镊模 块、 成像模块、 激发光模块、 显微聚焦模块、 拉曼主光路及传输模块、 同轴照明模块、 自动采 集控制模块； 所述电动位移 平台， 用于放置样品芯片； 所述光镊模块， 用于捕获样品芯片中在液相状态下的待测细胞， 并锁定所述待测细胞； 所述成像模块， 用于拍摄样品芯片的全景信息， 且配合所述电动平移平台快速定位所 述样品芯片上的所述待测细胞， 确定所述待测细胞的采集 位置； 所述激发光模块， 用于发射激光； 所述显微聚焦模块， 用于将激光自动 聚焦到采集位置处的所述待测细胞， 使所述待测 细胞产生拉曼信号； 所述拉曼主光路及 传输模块， 用于获取 所述待测细胞的拉曼光谱； 所述同轴照明模块， 用于为所述显微聚焦模块 提供同轴照明光； 所述自动采集控制模块， 用于对所述激发光模块、 所述拉曼主光路及传输模块、 所述显 微聚焦模块、 所述同轴照明模块、 所述成像模块、 所述光镊模块和所述电动位移平台进行控 制， 并对采集待测细胞的拉曼光谱进行处 理， 实现待测细胞自动化检测。 2.如权利要求1所述的临床微生物单细胞耐药性检测仪器， 其特征在于， 所述激发光模 块包括第一激光器、 第一电动快门、 第一扩束镜、 电动可调衰减器和第一反射镜； 所述显微 聚焦模块包括显微物镜； 所述拉曼主光路及传输模块包括分光镜、 第一二向色镜、 第二透 镜， 针孔、 光谱仪和探测器； 所述第一激光器发出的激光依次经过所述第一电动快门、 第一扩束镜、 电动可调衰减 器和第一反射镜经分光镜和第一二向色镜经显微物镜聚焦待测细胞产生拉曼光谱， 拉曼光 谱经第一二向色镜、 分光镜、 第二透镜、 针孔及光谱仪后发送到探测 器， 实现待测细胞拉曼 信息的采集， 上述 光路模式为拉曼模式。 3.如权利要求2所述的临床微 生物单细胞耐药性检测仪器， 其特 征在于， 所述同轴照明模块包括LED光源和半透半反镜； 所述成像模块包括CCD相机和第一透 镜； 所述LED光源发出的白光经半透半反镜反射进入所述显微聚焦模块照亮待测细胞， 携 带所述待测细胞图像信息的反射光进入所述成像模块， 获取样品芯片图像信息， 上述光路 模式为成像模式。 4.如权利要求3所述的临床微生物单细胞耐药性检测仪器， 其特征在于， 所述光镊模块 包括第二激光器， 第二电动快门， 第二衰减器， 第二扩束镜、 第二反射镜和第二 二向色镜； 所述第二激光器发出的激光经过第 二电动快门， 第 二衰减器， 第二扩束镜、 第 二反射镜 和第二二向色镜经过显微物镜后捕获住细胞， 获取液相状态下细胞的图像信息， 上述光路 模式为光镊模式。 5.如权利要求4所述的临床微生物单细胞耐药性检测仪器， 其特征在于， 所述自动化微 生物拉曼 药敏快速检测仪器包括四种工作模式： 成像模式， 用于获取待测细胞的图像信息； 成像模式 ‑拉曼模式， 用于实现待测细胞拉曼信息的采集； 光镊模式 ‑成像模式， 用于获取 液相状态下细胞的图像信息；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114527126 A 2光镊模式 ‑拉曼模式， 用于实现液相状态下细胞拉曼信息的采集。 6.如权利要求5所述的临床微生物单细胞耐药性检测仪器， 其特征在于， 所述拉曼主光 路及传输模块和所述成像模块交汇处设置有 所述分光镜， 所述光镊模块和所述拉曼主光路 及传输模块交汇处设置有二向色镜， 通过控制所述分光镜和/或所述二向色镜的移动切换 成像模式、 成像模式 ‑拉曼测量模式、 光镊模式 ‑成像模式和光镊模式 ‑拉曼测量模式。 7.如权利要求1所述的临床微生物单细胞耐药性检测仪器， 其特征在于， 该检测仪器还 包括灭菌模块， 用于消除环境中的微 生物， 防止交叉污染。 8.如权利要求1所述的临床微生物单细胞耐药性检测仪器， 其特征在于， 所述激发光模 块、 所述拉曼主光路及传输模块、 所述同轴照明模块、 所述成像模块和光镊模块固定在光学 箱体内部， 所述 光学箱体为全封闭结构。 9.基于权利要求6的临床微生物单细胞耐药性检测仪器的样品检测方法， 其特征在于， 包括成像 检测、 成像 ‑拉曼检测、 光镊 ‑成像检测或光镊 ‑拉曼检测； 成像检测： LED光源发出的白光经半透半反镜反射进入显微聚焦模块照亮待测细胞， 携 带待测细胞图像信息的反射光进入成像模块， 获取样品芯片图像信息处理后定位细胞的采 集位置； 成像‑拉曼检测： 将所述同轴照 明模块的LED光源关闭， 将光镊模块的第二电动快门关 闭， 将所述分光镜移入主光路， 打开所述激发光模块的第一电动快门， 第一激光器发出的激 光经过所述分光镜进入所述显微聚焦模块照亮待测样品， 根据成像检测获取 的细胞图像， 所述三维电动位移平台将细胞移动到显微物镜的聚焦点上， 从而产生拉曼信号， 产生的拉 曼信号和杂散光由显微物镜收集准直返回， 经所述分光镜反射进入所述拉曼主光路及传输 模块， 依次经过第一二向色镜、 第二透镜， 针孔、 光谱仪投射到探测器上， 实现样品芯片待测 细胞拉曼信息的采集； 光镊‑成像检测： 改变待测样品放置方式， 将所述第二二向色镜移入主光路， 将所述激 发光模块的第一电动快门关闭， 将所述分光镜移入主光路， 通过所述成像检测模式进一步 获取待测样品图像信息， 找到需要光镊捕获的细胞， 所述光镊模块发出激光依 次经过第二 电动快门、 第二衰减器、 第二扩束镜、 第二反射镜和第二二向色镜； 经过显微物镜后捕获住 所述细胞， 获取样品芯片中液相状态下细胞的图像信息； 光镊‑拉曼检测： 改变待测样品放置方式， 将所述第二二向色镜移入主光路， 将所述激 发光模块的第一电动快门关闭， 将所述分光镜移入主光路， 通过所述成像检测模式获取待 测样品图像信息， 找到需要光镊捕获的细胞， 打开所述第二电动快门， 所述光镊模块 发出激 光捕获住所述细胞， 将所述第一电动快门打开， 第一激光器发出 的激光经过所述分光镜进 入所述显微聚焦模块照亮待测样品， 通过所述拉曼主光路及传输模块获取所述细胞的拉曼 图谱信息， 用于实现样品芯片中液相状态下细胞拉曼信息的采集。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114527126 A 3