一種用于急性傳染病藥物測試的類器官芯片平臺

本發明屬于藥物測試，具體是一種用于急性傳染病藥物測試的類器官芯片平臺。

背景技術：

1、急性傳染病的防治一直是全球公共衛生領域的重大挑戰。快速、準確地測試藥物對急性傳染病的療效至關重要。傳統的藥物測試方法往往存在諸多局限性，如實驗周期長、成本高、結果不夠準確等。而類器官芯片技術作為一種新興的實驗手段，具有微型化、高通量、可模擬人體生理環境等優勢，為急性傳染病藥物測試提供了新的途徑。

2、在這樣的背景下，用于急性傳染病藥物測試的類器官芯片應運而生，通過類器官芯片能夠更高效地進行藥物測試，為抗擊急性傳染病提供有力的技術支持，同時，隨著科技的不斷進步，對藥物測試的準確性、實時性和可靠性要求越來越高，以滿足實際應用的需求，類器官芯片在基礎研究和生物醫學應用中發揮更大的作用。

3、然而，類器官芯片傳統分析方法可能僅考慮簡單的位置坐標或流動速度，忽略了培養液分布的離散性和復雜性，在藥物測試過程中，無法實時獲取培養液的狀態變化，難以及時了解培養液在芯片內的流動情況，從而影響藥物測試的準確性和可靠性，增加了測試失敗的風險，為了解決上述問題，提出一種用于急性傳染病藥物測試的類器官芯片平臺。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種電力現場作業的信息交互方法，解決了在藥物測試過程中，無法實時獲取培養液的狀態變化，難以及時了解培養液在芯片內的流動情況，從而影響藥物測試的準確性和可靠性的技術問題。

2、一種用于急性傳染病藥物測試的類器官芯片平臺，包括；

3、實驗組數據獲取模塊，通過預設多個數據獲取時刻和設置多個相同的類器官芯片，在相同實驗環境下注入相同培養液，記錄培養液在不同數據獲取時刻下在各個類器官芯片不同通道線處的位置信息，獲得培養液在各個數據獲取時刻下分別對應的實驗組數據；

4、實驗數據分析模塊，對培養液在各個數據獲取時刻下分別對應的實驗組數據進行分析，獲得在各個數據獲取時刻下培養液在類器官芯片內分別對應的參照形態系數；

5、實時形態系數獲取模塊，根據實時獲得待測試培養液在類器官芯片的不同通道線處分別對應實時位置信息，獲得待測試培養液在各個數據獲取時刻下在類器官芯片內分別對應的實時形態系數；

6、分布異常標記模塊，將待測試培養液在各個數據獲取時刻下在類器官芯片內分別對應的實時形態系數分別與其對應參照形態系數一一進行對比分析，根據對比分析結果判定生成分布異常標記。

7、作為本發明進一步的方案：所述類器官芯片包括第一基板，所述第一基板上設置有三列測試組，每列所述測試組均包括有一個液體入口和一個檢測池以及三個細胞培養室，每列所述測試組中的一個液體入口、一個檢測池和三個細胞培養室均在第一基板上從上往下依次進行排列并通過微通道進行連通，同時在類器官芯片中的各個細胞培養室之間均通過微通道進行連通，進而獲得類器官芯片上的連通關系圖像。

8、作為本發明進一步的方案：獲得培養液在各個數據獲取時刻下分別對應的實驗組數據的具體方式為：

9、預設n個數據獲取時刻tn，同時設置r個相同的類器官芯片，將相同的培養液在相同的實驗環境下注入至各個相同的類器官芯片內，同時獲取培養液在各個數據獲取時刻tn下分別在各個類器官芯片的不同微通道內所對應的位置信息并進行記錄，將培養液在各個數據獲取時刻tn下分別在各個相同的類器官芯片內所對應位置信息標記為培養液在各個數據獲取時刻tn下分別對應的實驗組數據，其中n和r為預設值，n為數據獲取時刻對應的數量，r為設置的相同的類器官芯片數量，且n和r均為正整數，n≥1，r≥1。

10、作為本發明進一步的方案：獲取培養液在各個數據獲取時刻下分別在各個類器官芯片的不同微通道內所對應的位置信息的具體方式為：

11、將高清攝像設備位于各個類器官芯片的正上方，獲取各個類器官芯片在各個數據獲取時刻tn下所對應的圖像，獲得培養液在各個類器官芯片不同微通道內在各個數據獲取時刻tn下分別對應的位置；

12、確定類器官芯片上的液體入口、細胞培養室和檢測池分別對應的中心點，并將其映射為節點，根據連通關系圖像對各個節點進行對照連接，進而獲得類器官芯片對應的對照圖像，在對照圖像上按照從左到右、從上到下的順序對各個節點進行標號，得到各個節點在對照圖內分別對應的節點標號bi，其中i指代為不同的節點，i=1、2、……、a，其中a指代為節點的數量，a≥1，將對照圖內每兩個節點之間的連線定義為通道線，將組成各個通道線的兩個節點對應的節點標號進行組合，獲得各個通道線分別對應的通道編號ce，其中e指代為不同的通道線，e=1、2、……、b，其中b指代為通道線的數量，b≥1，將類器官芯片上的連通關系圖像和對照圖像進行融合，獲得類器官芯片通道參照圖像，通過高清攝像設備獲取各個類器官芯片在各個數據獲取時刻tn下所對應的圖像，對培養液在各個數據獲取時刻tn下在各個類器官芯片的不同微通道內分別對應結束位置坐標進行記錄，參照類器官芯片通道參照圖像，進而獲取培養液在各個數據獲取時刻下分別在各個類器官芯片的不同微通道內所對應的位置信息，即在不同通道線處所對應的位置信息。

13、作為本發明進一步的方案：獲得在各個數據獲取時刻下培養液在類器官芯片內分別對應的參照形態系數的具體方式為：

14、步驟s1：從各個數據獲取時刻中任意選取一個作為分析時刻；

15、步驟s2：從各個類器官芯片內任意選取一個作為目標芯片；

16、獲得培養液在分析時刻下在目標芯片的不同通道線處分別對應結束位置坐標wi（wxi，wyi），同時獲得類器官芯片通道參照圖像的中心點坐標，并將其標記為z（zx，zy），通過距離計算公式算獲得各個位置坐標wi分別與中心點坐標z之間的距離li，計算獲得距離li的離散值，并將其標記為在分析時刻下培養液在目標芯片內對應的分布系數w1；

17、步驟s3：重復步驟s2即可獲得在分析時刻下培養液在各個類器官芯片內分別對應的分布系數wr；

18、步驟s4：將分布系數wr中滿足預設條件q：|wr-wp|＞y1的數量v與預設值y2進行對比分析，然后根據對比結果，獲得在分析時刻下在類器官芯片內所對應的參照形態系數h1；

19、步驟s5：重復步驟s1-步驟s4即可獲得培養液在各個數據獲取時刻下在類器官芯片內分別對應的參照形態系數hn。

20、作為本發明進一步的方案：獲得在分析時刻下在類器官芯片內所對應的參照形態系數的具體方式為：

21、當滿足v大于預設值y2時，則將分布系數wr的均值作為在分析時刻下培養液在類器官芯片內所對應的參照形態系數h1，當v小于等于預設值y2時，則將wr中最大值和最小值的均值作為在分析時刻下培養液在類器官芯片內所對應的參照形態系數h1。

22、作為本發明進一步的方案：獲得待測試培養液在各個數據獲取時刻下在類器官芯片內分別對應的實時形態系數的具體方式為：

23、在進行藥物測試時，將待測試培養液通過液體入口注入后，根據各個數據獲取時刻，實時獲得待測試培養液在類器官芯片的不同通道線處分別對應實時位置信息，并將其輸入至實驗數據分析模塊，進而獲得待測試培養液在各個數據獲取時刻下在類器官芯片內分別對應的實時形態系數kn。

24、作為本發明進一步的方案：判定生成分布異常標記，具體方式為：

25、獲得各個實時形態系數kn分別與其對應參照形態系數hn之間的差值絕對值fn，獲得fn大于預設值y3的數量f，將f與n之間的比值定義為偏差系數j，當j大于預設值y4時，則生成分布異常標記，反之，則不做任何處理。

26、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

27、本發明，通過實時獲得待測試培養液在類器官芯片不同通道線處的實時位置信息，對培養液在芯片內的狀態變化進行實時監測，獲得待測試培養液在各個數據獲取時刻下在類器官芯片內分別對應的實時形態系數，并將其與參照形態系數進行對比分析，判定生成異常標記，解決了現有平臺難以實時監測藥物測試過程中培養液狀態變化以及無法及時發現培養液在芯片內的異常流動情況的問題，可以及時發現藥物測試過程中的異常流動情況，提高測試的安全性和有效性，為研究人員提供及時的反饋，有助于快速調整實驗方案，降低實驗失敗的風險。