一种纳米囊泡的识别系统及识别方法

本发明涉及生物医学和纳米，尤其涉及一种纳米囊泡的识别系统及识别方法。背景技术：1、在生物医学和纳米技术领域，纳米囊泡(包括自然存在的野生型纳米囊泡和经过基因或化学改造的定制纳米囊泡)作为药物递送载体、生物标志物检测工具及细胞间通讯介质具有广泛应用。2、在基因或化学改造纳米囊泡的过程中，并非所有纳米囊泡都能被改造成功，使得改造后最终得到的囊泡混合物中既存在定制改造纳米囊泡，又存在野生型纳米囊泡；为了在囊泡混合物中得到定制改造纳米囊泡，一般会采用特异性抗体与特异性标记物结合的方式得到定制改造纳米囊泡，而现有技术对于定制改造纳米囊泡的获取精准度有限，且获取的定制改造纳米囊泡功能和性质不一，无法根据定制改造纳米囊泡的实际性质来决定其应用方向，导致对定制改造纳米囊泡在疾病诊断、治疗和生物学研究中的应用存在局限性。3、因此，亟需一种纳米囊泡的识别系统及识别方法，以改善现有技术中存在的问题。技术实现思路1、本发明的目的在于提供一种纳米囊泡的识别系统及识别方法，以改善现有技术中存在的问题。2、本发明提供一种纳米囊泡的识别系统，包括：微流控芯片，用于对囊泡混合物进行分离获得多个定制改造纳米囊泡，并对多个定制改造纳米囊泡分别进行特异性分析获得第一数据；纳米孔阵列模块，用于接收定制改造纳米囊泡，并对定制改造纳米囊泡进行单颗粒分析获得第二数据；数据处理与分析模块，用于接收第一数据和第二数据，并基于改进后的分类模型预测定制改造纳米囊泡的功能及性质。3、更为优选地，基于改进后的分类模型预测定制改造纳米囊泡的功能及性质之前，执行以下步骤：4、归一化处理第一数据和第二数据，获取归一化数据；5、从归一化数据中提取关键特征数据，包括但不限于囊泡大小、形态和表面化学特性；6、将提取的关键特征数据进行整合，形成综合数据集，综合数据集用于训练分类模型；7、采用包括支持向量机、随机森林或深度学习算法在内的机器学习算法进行模型训练，通过交叉验证方法优化分类模型的参数；8、使用独立测试数据集对分类模型进行性能评估，关注包括准确率、召回率及f1分数在内的指标，并根据评估结果调整分类模型的参数，实现分类模型的迭代优化。9、更为优选地，微流控芯片集成有：分离模块，基于应用流体动力学设计的微流道对囊泡混合物进行分离获得多个定制改造纳米囊泡；生物传感器模块，基于定制改造纳米囊泡表面标志物进行特异性识别及分析，并获得第一数据；捕获模块，基于定制改造纳米囊泡表面标志物进行特异性捕获，并将捕获后的定制改造纳米囊泡输入纳米孔阵列模块。10、更为优选地，生物传感器模块集成有：检测单元，基于表面标志物对定制改造纳米囊泡进行特异性识别；特性分析单元，基于特异性识别对定制改造纳米囊泡进行分析，并获得第一数据。11、更为优选地，纳米孔阵列模块阵列有多个纳米孔本体，纳米孔本体可通过单个定制改造纳米囊泡；在对定制改造纳米囊泡进行单颗粒分析获得第二数据的过程中，获取定制改造纳米囊泡单颗粒通过纳米孔本体时的电信号变化，并基于电信号变化获得第二数据。12、更为优选地，获取定制改造纳米囊泡单颗粒通过纳米孔本体时的电信号变化时，电信号变化由尺寸、密度、电荷、形状造成。13、更为优选地，数据处理与分析模块包括：数据接收单元，用于接收第一数据和第二数据；数据处理单元，用于整合和分析第一数据和第二数据，提供定制改造纳米囊泡的详细信息；数据分析单元，用于实时分析和呈现定制改造纳米囊泡的特性。14、一种纳米囊泡的识别方法，包括如下步骤：将囊泡混合物输入微流控芯片进行分离，获得多个定制改造纳米囊泡，且微流控芯片对多个定制改造纳米囊泡分别进行特异性分析获得第一数据；将多个定制改造纳米囊泡输入纳米孔阵列模块，且纳米孔阵列模块对定制改造纳米囊泡进行单颗粒分析获得第二数据；将第一数据和第二数据输入数据处理与分析模块，且数据处理与分析模块基于改进后的分类模型预测定制改造纳米囊泡的功能及性质。15、更为优选地，定制改造纳米囊泡的功能及性质以图形、表格或报告的形式进行展示；且数据处理与分析模块基于用户反馈进行优化。16、与现有技术相比，本发明具有如下优点：17、本发明通过微流控芯片应用流体动力学分离囊泡混合物，并通过生物传感器模块特异性识别定制改造纳米囊泡，结合数据处理与分析模块处理生物传感器模块和纳米孔阵列模块中的数据，能够实时精准获取定制改造纳米囊泡的各项信息，从而能够根据具体信息来确定该定制改造纳米囊泡在研究中的应用方向；18、微流控芯片能够实现对纳米囊泡的快速、高通量识别，大大提高了样本处理的效率，与传统的离心、超滤等方法相比，微流控芯片能够在更短的时间内处理更多样本，同时减少样本量的需求，能够适用于大规模样本的快速处理；19、纳米孔阵列模块提供了对纳米囊泡单颗粒分析的能力，能够精确测定纳米囊泡的大小、浓度和组成。这种高精度的分析技术为纳米囊泡的深入研究和应用提供了重要的数据支持，超越了传统技术如动态光散射(dls)的局限性，后者仅能提供样本的平均特性；20、集成的生物传感器模块能够实现对纳米囊泡表面特异性生物标志物的高灵敏度检测；这一进步使得即使在极低浓度下也能检测到生物标志物，对于早期疾病诊断和监测具有重要意义；21、数据处理与分析模块的实时分析能力为研究人员和临床医生提供即时的决策支持；通过快速处理和分析来自纳米孔阵列模块和生物传感器的数据，用户可以即时获得纳米囊泡的详细特征信息，加快研究进程或临床决策；且通过整合先进的信息技术，本发明提供了更好的样本追踪和管理能力，确保了实验数据的准确性和可追溯性，对于遵守临床试验规范和实验室管理标准至关重要。技术特征：1.一种纳米囊泡的识别系统，其特征在于，包括：2.根据权利要求1所述的纳米囊泡的识别系统，其特征在于，基于改进后的分类模型预测定制改造纳米囊泡的功能及性质之前，执行以下步骤：3.根据权利要求1所述的纳米囊泡的识别系统，其特征在于，微流控芯片集成有：4.根据权利要求3所述的纳米囊泡的识别系统，其特征在于，生物传感器模块集成有：5.根据权利要求1所述的纳米囊泡的识别系统，其特征在于，纳米孔阵列模块阵列有多个纳米孔本体，纳米孔本体可通过单个定制改造纳米囊泡；在对定制改造纳米囊泡进行单颗粒分析获得第二数据的过程中，获取定制改造纳米囊泡单颗粒通过纳米孔本体时的电信号变化，并基于电信号变化获得第二数据。6.根据权利要求5所述的纳米囊泡的识别系统，其特征在于，获取定制改造纳米囊泡单颗粒通过纳米孔本体时的电信号变化时，电信号变化由尺寸、密度、电荷、形状造成。7.根据权利要求1所述的纳米囊泡的识别系统，其特征在于，数据处理与分析模块包括：8.一种纳米囊泡的识别方法，其特征在于，包括以下步骤：9.根据权利要求8所述的纳米囊泡的识别方法，其特征在于，定制改造纳米囊泡的功能及性质以图形、表格或报告的形式进行展示；且数据处理与分析模块基于用户反馈进行优化。技术总结本发明涉及生物医学和纳米技术领域，尤其涉及一种纳米囊泡的识别系统及识别方法。一种纳米囊泡的识别系统，包括微流控芯片，用于对囊泡混合物进行分离获得多个定制改造纳米囊泡，并对多个定制改造纳米囊泡分别进行特异性分析获得第一数据；纳米孔阵列模块，用于接收定制改造纳米囊泡，并对定制改造纳米囊泡进行单颗粒分析获得第二数据；数据处理与分析模块，用于接收第一数据和第二数据，并基于改进后的分类模型预测定制改造纳米囊泡的功能及性质。本发明通过微流控芯片和纳米孔技术的结合，大大提高了纳米囊泡识别的速度和效率，适用于大规模样本的快速处理，具有重要的科学价值和广阔的应用前景。技术研发人员：赵鑫,余佳慧,肖屹,刘福秀,江若言,刘奕辰,李秋秋,郭志成,张涵驰,柳涵天,刘琼,黄春洪,陈红平受保护的技术使用者：南昌大学技术研发日：技术公布日：2024/8/16