新鲜牛奶中的体细胞数(somatic cell count)是衡量牛奶产量和质量的重要指标,也是诊断奶牛乳腺炎的一种重要标准。因此,急需一种准确、快速、低成本、在线检测牛奶中体细胞含量的方法。课题用HL-60细胞代替牛奶中的体细胞作为检测对象,以微流控电极为检测传感器,根据完整细胞在电场中的电容效应,通过微流控传感器结构设计来提高细胞含量检测的灵敏度。利用电化学阻抗测试技术研究了不同测试条件下的测试响应特点,同时也研究了基于主要测试参数的模型法在提高细胞含量预测精度上的重要作用。课题的主要研究内容和研究结果分为以下几个部分。首先,采用微流控电化学阻抗传感器进行细胞定量检测的技术方案。设计了微流控两电极传感器,用微加工工艺在玻璃基板上制作了直径为30μm和60μm的金电极,并用通道宽深度均为100μm的PDMS进行等离子键合封装得到了微流控传感器,在常温下用10.88ms/cm的KCl溶液标定了其电极常数。其次,用微孔滤膜法去除新鲜奶样中原有的细胞并用HL-60细胞配置成不同浓度梯度奶样,用电化学EIS测试技术得到传感器阻抗响应信息,得到在幅值为500mv,频率在70~530Hz,温度为30℃时两个梯度的奶样阻抗谱差异明显。再次,研究了不同激励信号及温度在体细胞数检测中的影响,得到温度在30℃时的阻抗图谱比在10℃时测得阻抗图谱平滑稳定,测试信号频率、幅值分别为70~530Hz、500mv时较其它频率段、100mv和300mv测试结果优异。最后,建立了以电阻和电抗为输入的BP神经网络模型,模型能对牛奶体细胞含量作出很好预测。研究结果为快速检测牛奶中的体细胞含量提供了一种有效的方法。