本实用新型专利技术涉及一种用于检测与分离循环黑色素瘤细胞的装置，包括计算机控制系统、与计算机控制系统电连接的光电检测系统以及与光电检测系统配合使用的血流循环单元，所述的光电检测系统包括脉冲激光器、依次设置在脉冲激光器与血流循环单元之间的柱透镜、机械狭缝、凸透镜、反射镜、物镜以及与物镜相对设置的超声探头，该超声探头与计算机控制系统电连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术整体结构简单，操作方便，能够实现智能化控制，检测精度高，微创安全性高，经济实用，能够在不向血液中混入标记物的情况下实现循环肿瘤细胞的检测，并将含有循环黑色素瘤细胞的微量血液分离出来，可广泛应用于临床医学和基础医学研究领域。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于细胞检测
，涉及一种细胞检测与分离装置，尤其是涉及一种用于检测与分离循环黑色素瘤细胞的装置。
技术介绍
黑色素瘤是一种恶性程度很高的肿瘤，大多原发于皮肤、眼、鼻腔等部位，可在肿瘤形成早期即转移至肺、脑等重要部位。循环肿瘤细胞(英文简称：CTC)是指从肿瘤的原发灶分离并进入循环系统的细胞，具有在机体的其它部位附着并形成转移病灶的能力。循环黑色素瘤细胞是反应黑色素瘤转移的一个重要指标，循环黑色素瘤细胞的数目对于判断肿瘤转移的过程具有重要意义，及时清除循环肿瘤细胞将有助于抑制黑色素瘤的早期转移过程，减小肿瘤复发的概率。循环肿瘤细胞的数目非常少，每毫升血液中含有血细胞的数量大约为50亿个，但循环肿瘤细胞的含量通常少于10个，因此，在临床中很难被传统的医学仪器检测到。例如，计算机断层成像、磁共振成像的分辨率决定了其无法观测到微米级的细胞。正电子断层成像发射成像利用放射性核素在肿瘤病灶的富集可以检测到早期的肿瘤病灶，但同样无法检测到循环肿瘤细胞的运动情况，且核素对人体存在一定伤害。在生物医学研究中，常借助于细胞荧光标记的方法标记循环肿瘤细胞，基本原理是利用与荧光探针耦合的特异性抗体标记肿瘤细胞的某些特异性位点，借助于荧光分析技术进行检测。目前，针对循环肿瘤细胞检测技术的研究备受科技工作者的广泛关注。申请号为201410787928.9的中国专利公布了一种检测循环肿瘤细胞(CTC)的装置，包括硅基片以及封接在硅基片上方的聚合物盖板，还包括设置于硅基片下方的磁铁；所述聚合物盖板设有流体出口与入口，接触硅基片的一面设有流体存储腔，流体出口与入口通过流体通道分别与流体存储腔连通；所述硅基片接触聚合物盖板的一面，在对应于流体存储腔的位置，设置硅纳米线区域；所述磁铁的安装位置与硅纳米线区域对应。上述专利公布的技术方案通过硅纳米线阵列和磁场相结合，用于提高捕捉CTC的效率。荧光信号没有背景自发荧光干扰，有效提高了CTC检测的灵敏度，并可以通过洗脱分离收集的CTC用于进一步的分子检测。上述专利公布的技术方案虽然可以实现循环肿瘤细胞的检测和分离，但需要借助特异性标记物标记CTC，且该装置花费在每个CTC上的检测时间会非常长。申请号为201510908410.0的中国专利公布了多功能肿瘤细胞或其它病理细胞检测装置及其检测方法，所述的装置包括激光光源、激光反射镜、柱透镜、单细胞液流系统、细胞分离捕获微流控芯片、荧光反射镜、光电倍增管、数据处理系统，所述光电倍增管与数据处理系统相连，还包括脉冲激光源、超声探头，所述超声探头与数据处理系统相连，所述激光光源、激光反射镜、柱透镜形成将激光聚焦到单细胞液流系统上的一聚焦系统，所述荧光反射镜和光电倍增管形成收集单细胞液流系统发出荧光的收集系统，所述脉冲激光源和柱透镜形成将脉冲激光聚焦到单细胞液流系统上的另一聚焦系统，所述超声探头设在单细胞液流系统上，所述的细胞分离捕获微流控芯片设在单细胞液流系统的端口。上述专利公布的技术方案混合了传统的流式细胞技术、超声信号检测和微流控芯片技术，但缺乏必要的技术细节。首先缺乏形成单细胞液流所必备的鞘流系统的实施细节，不具备可行性；其次该专利对已经非常成熟的基于荧光的流式细胞技术进行了拆分，所有涉及荧光标记和检测的内容均已有公布；超声检测中的1Hz-100MHz的检测范围明显故意扩大了检测范围，且该专利没有公布检测结果，而且该技术方案的实施仍需要对血液或者其它杨萍进行复杂的处理以获得单细胞液流。故无论上述那种方法，都需要向血液中混入人工合成的材料对循环肿瘤细胞进行标记或者对血液样品进行复杂的处理，导致检测速度较慢，在很大程度上限制了其应用于活体状态下的循环肿瘤细胞分离。研究表明，大部分黑色素瘤细胞内的黑色素含量与正常细胞有较大的差异，因此，可以利用光声信号对其进行检测。光声现象是指利用细胞内的某些物质(主要是黑色素)吸收脉冲激光后温度迅速升高，体积随之膨胀并发出微弱的超声信号，通过检测超声信号可以对细胞进行检测。基于光声现象发展起来的光声成像已经是一种比较成熟的手段，国外已经有科研团队将其运用到了临床乳腺癌检查。
技术实现思路
为了克服现有的细胞分析分离技术需要借助于向血液中混入特殊标记并且难以实现活体状态下的分离循环肿瘤细胞的不足，本技术提供一种用于检测与分离循环黑色素瘤细胞的装置，该装置能够在不向血液中混入标记物的情况下，实现循环黑色素瘤细胞的检测，并将含有循环肿瘤细胞的微量血液分离出来。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于检测与分离循环黑色素瘤细胞的装置，该装置包括计算机控制系统、与计算机控制系统电连接的光电检测系统以及与光电检测系统配合使用的血流循环单元，所述的光电检测系统包括脉冲激光器、依次设置在脉冲激光器与血流循环单元之间的柱透镜、机械狭缝、凸透镜、反射镜、物镜以及与物镜相对设置的超声探头，该超声探头与计算机控制系统电连接；在工作状态下，所述的脉冲激光器发射出的脉冲激光依次经过柱透镜、机械狭缝、凸透镜、反射镜及物镜，聚焦到血流循环单元中，并产生焦斑，当血流循环单元中的循环黑色素瘤细胞流经焦斑位置时，会强烈吸收脉冲激光，并产生超声信号，所述的超声探头接收超声信号并传送至计算机控制系统进行识别。所述的脉冲激光器产生的脉冲激光的波长为820-1064nm，脉冲宽度<10ns，重复频率约为10kHz。所述的机械狭缝位于柱透镜的焦距处。所述的机械狭缝与凸透镜的间距与凸透镜的焦距相等。所述的反射镜与脉冲激光的光轴呈45°。所述的血流循环单元包括血液循环导管以及设置在血液循环导管上的双出口血液泵，该双出口血液泵与计算机控制系统电连接，所述的计算机控制系统通过双出口血液泵对血液循环导管中的血流量或血流速度进行调控，并能控制血流在双出口血液泵的两个出口之间的切换。所述的血流循环单元还包括与双出口血液泵的一个出口相连通的废液缸。所述的脉冲激光聚焦在血液循环导管上，并产生焦斑，该焦斑为覆盖血液循环导管内壁任意直径的长条形焦斑。所述的超声探头与物镜相对设置，并分别设置在血液循环导管的两侧。所述的计算机控制系统包括与双出口血液泵电连接的计算机工作站、依次与超声探头电连接的放大器以及数据采集器，该数据采集器通过电路与计算机工作站连接。本技术中，脉冲激光器发射的脉冲激光经过柱透镜和狭缝将圆形光斑整理成近似狭长形，物镜将激光聚焦到血流循环导管。血液样品或者活体动物的血液由血液循环导管入口进入，双出口血液泵控制血液的流动。当循环黑色素瘤细胞流经焦斑位置时，会强烈吸收脉冲激光并产生超声信号，通过超声探头、放大器和高速数据采集器，将其转换为电信号并由计算机工作站实时处理，出现信号峰时，表示有循环肿瘤细胞通过；计算机工作站识别信号后，会同步控制双出口血液泵将含有循环黑色素瘤细胞的微量血液泵出到废液收集通道，并排送至废液缸。具体来说，在实际使用时，脉冲激光器产生的脉冲激光，经过柱透镜后，会变成椭圆形激光，其输出波长可以为820～1064nm，脉冲宽度<10ns，重复频率约为10kHz；在柱透镜的焦距处有机械狭缝，通过调节宽度控制光斑的大小，光斑被调制成宽度约为400μm近似长条形；凸透镜与机械狭缝的距离为凸透镜的焦距，反射本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于检测与分离循环黑色素瘤细胞的装置，其特征在于，该装置包括计算机控制系统、与计算机控制系统电连接的光电检测系统以及与光电检测系统配合使用的血流循环单元，所述的光电检测系统包括脉冲激光器(1)、依次设置在脉冲激光器(1)与血流循环单元之间的柱透镜(2)、机械狭缝(3)、凸透镜(4)、反射镜(5)、物镜(6)以及与物镜(6)相对设置的超声探头(7)，该超声探头(7)与计算机控制系统电连接。
【技术特征摘要】
1.一种用于检测与分离循环黑色素瘤细胞的装置，其特征在于，该装置包括计算机控制系统、与计算机控制系统电连接的光电检测系统以及与光电检测系统配合使用的血流循环单元，所述的光电检测系统包括脉冲激光器(1)、依次设置在脉冲激光器(1)与血流循环单元之间的柱透镜(2)、机械狭缝(3)、凸透镜(4)、反射镜(5)、物镜(6)以及与物镜(6)相对设置的超声探头(7)，该超声探头(7)与计算机控制系统电连接。2.根据权利要求1所述的一种用于检测与分离循环黑色素瘤细胞的装置，其特征在于，所述的脉冲激光器(1)产生的脉冲激光的波长为820-1064nm，脉冲宽度<10ns，重复频率约为10kHz。3.根据权利要求1所述的一种用于检测与分离循环黑色素瘤细胞的装置，其特征在于，所述的机械狭缝(3)位于柱透镜(2)的焦距处。4.根据权利要求3所述的一种用于检测与分离循环黑色素瘤细胞的装置，其特征在于，所述的机械狭缝(3)与凸透镜(4)的间距与凸透镜(4)的焦距相等。5.根据权利要求1所述的一种用于检测与分离循环黑色素瘤细胞的装置，其特征在于，所述的反射镜(5)与脉冲激光的光轴呈45°。6.根据权利要求1至5任一项所述的一种用于检测与分离循环黑色素瘤细胞的装置，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏勋斌，索元震，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：新型
国别省市：上海;31
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