一种循环肿瘤细胞捕获系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种循环肿瘤细胞捕获系统及控制方法。解决现有技术中循环肿瘤细胞捕获人工操作复杂繁琐，工作效率低下的问题。系统包括样本处理管和仪器主体，在仪器主体内设置有若干功能单元，功能单元包括有结构支架和盖板，安装在结构支架上的功能单元控制电路板、液体控制机构、气压控制机构和样本管理操作机构，样本处理管安装在样本管理操作机构内。本发明专利技术能自动化的完成所有细胞分离、清洗、试剂添加等操作步骤。相比于人工操作，本发明专利技术系统使得原有繁复的人工操作自动化标准化，无需专业培训人员，避免了人为操作失误和人工操作的差异性。

A circulating tumor cell capture system and control method

The invention relates to a circulating tumor cell capture system and a control method. To solve the problem of complicated operation and low efficiency of manual operation of circulating tumor cells in the existing technology. The system includes the sample processing tube and the instrument body. There are several functional units in the main body of the instrument. The functional units include the structure support and the cover plate, the functional unit control circuit board, the liquid control mechanism, the air pressure control mechanism and the sample management operating mechanism mounted on the structure support. The sample processing tube is installed in the sample tube. In the operating mechanism. The invention can automatically complete all the steps of cell separation, cleaning and reagent addition. Compared with manual operation, the system makes the original complex manual operation automation standardized, without professional trainers, and avoids the difference between human operation error and manual operation.

【技术实现步骤摘要】
一种循环肿瘤细胞捕获系统及控制方法
本专利技术涉及一种医疗设备
，尤其是涉及一种循环肿瘤细胞捕获系统及控制方法。
技术介绍
循环肿瘤细胞是由实体瘤释放到外周血的肿瘤细胞。部分循环肿瘤细胞直接导致和参与了肿瘤的转移和复发。传统的组织活检局限于对患者的手术要求，如部分患者身体状况不适合手术，特殊病灶位置不能穿刺，以及肿瘤活检样本的异质性。而循环肿瘤细胞的检测侵入性小，适用各类患者无局限，可用以早期诊断、风险分级和复发的早期检查，并且可以多次检测实时动态监控疗效评估用药效果，具有巨大优势。循环肿瘤细胞在循环外周血中的含量极低，对于转移性肿瘤患者其出现频率也只有正常白细胞的不足百万分之一（白细胞：4~11x106/mL，CTC：1~10/mL），捕获难度极大。目前充血样样本中捕获循环肿瘤细胞的各种方法可大致分为两类，包括识别细胞表面特异性抗原的免疫亲和法和根据细胞物理特性的筛选法。第一类基于免疫亲和法为目前临床广泛使用的方法。此方法包括阳性富集和阴性富集两种策略。阳性富集针对肿瘤相关的特异性抗原，分离的循环肿瘤细胞有较高的纯度。但是由于特异性抗原的表达和表达程度的不同，阳性富集策略会导致较高的假阴性，有较高的漏检可能性。阴性富集策略通过去除正常造血细胞截取剩余细胞，使得阴性富集法对循环肿瘤细胞的分离不依赖抗体选择。第二类方法利用细胞的大小、性状和密度，基于离心和过滤对细胞进行分离。此方法简单易行，但是细胞纯度相对较低。另外目前循环肿瘤细胞捕获都是依靠人工进行操作，但由于人工操作过程复杂繁琐，且操作要求高，需要专业培训人员，并且由于人工操作还存在人为操作失误和人工操作的差异性。而且人工操作时间长，效率低下，单日样本处理数量少，无法满足各类医疗机构的需求。
技术实现思路
本专利技术主要是解决现有技术中循环肿瘤细胞捕获人工操作复杂繁琐，工作效率低下的问题，提供了一种全自动化、操作方便、工作效率高的循环肿瘤细胞捕获系统。本专利技术还提供了一种捕获率高、纯度高的循环肿瘤细胞捕获系统控制方法。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种循环肿瘤细胞捕获系统，其特征在于：包括样本处理管和与之配套的仪器主体，在仪器主体内设置有若干对处理样本处理管内样本进行处理的功能单元，功能单元包括有结构支架和盖板，安装在结构支架上的功能单元控制电路板、液体控制机构、气压控制机构和样本管理操作机构，样本处理管安装在样本管理操作机构内。本专利技术中样本处理管为一次性使用塑料装置，用于盛放血液样本，仪器由功能单元通过液体控制机构、气压控制机构和样本管理操作机构自动对血液样本进行过滤，加入试剂进行搅拌，处理后清洗，最终获得处理后的样本。本系统提供了全自动化捕获循环肿瘤的装置，克服了现有循环肿瘤细胞捕获率低、纯度低和人工操作复杂繁琐的问题。气压控制机构用于对样本处理管内样本进行搅拌，完成样本混合和清洗；液体控制机构用于对样本处理管内液体进行抽取、注入；样本管理操作机构用于控制加入试剂包试剂，并对样本进行温育。作为上述方案的一种优选方案，所述样本处理管包括管体，管体内设置有左右相分隔的第一腔体和第二腔体，第一腔体和第二腔体在内腔底部相连通，在管体的第一腔体顶部上设置有进样口和盖置在进样口上的进样口盖，在进样口盖上设有第一镂空，在第二腔体顶部设置有第二镂空，在第一镂空和第二镂空内均设置有疏水透气膜，在第二腔体侧壁上设有若干开口，开口内密封嵌置有试剂包，试剂包由铝塑膜热压构成，在试剂包内封装有试剂，在管体底部设置有出样口和盖置在出样口上的出样口盖，所述血样滤膜设置在出样口上，出样口盖底部开孔，在孔上设置有一片塑料薄膜。本方案中第一缕空和第二缕空被气压控制机构用于进行施加不同气压，使得第一腔体和第二腔体形成不同气压，通过交替施加两个不同的气压，就会起到对液体搅拌均匀的操作。疏水透气膜能通过气体但对液体进行隔绝，该疏水透气膜可以采用特氟龙疏水透气膜，特氟龙疏水透气膜可由但不限超声键合固定于第一镂空、第二镂空处形成通气孔。处样口形成流通通道，滤膜由在出样口处的橡胶环密封，保证液路无遗漏，出样口盖由底部的塑料薄膜进行密封。试剂包内的试剂为造血细胞抗体修饰的磁珠、肿瘤细胞特异性抗体修饰的磁珠、或是链霉亲和素修饰的磁珠和生物素修饰的抗体混合物。就利用阴性富集法捕获循环肿瘤细胞来说，抗体组合包括但不限于CD45、CD16、CD19、CD163和CD235a，磁珠的大小可以是但不限于0.2um或1um。试剂包的外壳由铝塑膜热压成型，在加入试剂后，把另外一张铝塑膜覆盖在乘有试剂的铝塑外壳上，利用热压密封，形成试剂包。当在铝塑外壳上施加足够压力时，铝塑膜破裂释放试剂。此铝塑试剂包可防止水分流失、避光和隔绝气体，使封装在内的试剂长期保持活性不失效。作为上述方案的一种优选方案，所述滤膜为微机械加工微孔滤膜或塑料微孔滤膜，滤膜中间设置中心滤孔区，中心滤孔区为规则排列的六边形滤孔阵列，滤孔阵列的边长为0.8mm—1mm，滤孔阵列的滤孔为长型通孔，孔宽为6um—8um，孔长为35um—45um，孔间距为8um—12um。本方案中滤孔使得大于8um的细胞截取在滤孔上但不堵塞滤孔，截取的细胞可以轻易的反冲下来。作为上述方案的一种优选方案，所述盖板一端通过铰链安装在结构支架上，位于样本处理管上方，在盖板内设置有与气压控制模块连通的第一真空吸盘和第二真空吸盘，盖板盖下时，第一真空吸盘和第二真空吸盘分别压在样本处理管的第一镂空和第二镂空上，在盖板远离铰链一端上设置有磁铁。本方案中盖体用于盖置在功能单元上，同时盖体将样本处理管与气压控制模块相连通。气压控制模块通过第一真空吸盘和第二真空吸盘交替对样本处理管内的第一腔体和第二腔体施加真空和大气压，可以引起液体在两个腔体内流动，搅拌均匀液体和试剂。磁体用于紧闭盖板与仪器主体上。作为上述方案的一种优选方案，所述样本管理操作机构包括用于放置样本处理管的插槽，插槽通过插槽支架固定在结构支架上，在插槽底部连接有连接出样口机构的插座，在插槽表面上设置有检测样本处理管内液位的液位传感器电路板，在插槽样本处理管内样本加热的薄膜加热器，在插槽一侧的插座支架上设置有若干挤压样本处理管上试剂包的柱塞电机，在插槽另一侧于插槽支架上设置有垂直插槽侧面方向移动的直线步进电机，在直线步进电机的丝杆前端设置有永磁铁支架，永磁铁支架上固定有永磁铁。本方案中样本处理管插入设置在插槽内，样本处理管的出样口机构则插入在插座内，插座为样本处理管与液体控制模块的接入口。位传感器电路板包括液位传感器，能对插槽内样本处理管的高低液位进行检测，该液位传感器可以采用多个反射型光传感器进行检测。薄膜加热器用于对样本处理管内样本进行加热。柱塞电机具有多个，能分别对样本处理管侧面的试剂包进行挤压，使得试剂能释放到样本处理管内。直线步进电机位于插槽一侧，直线步进电机运动方向垂直于插槽侧面，直线步进电机能带动永磁铁进行靠近和远离插槽，控制永磁铁的位置，以控制样本处理管内磁珠的反应和运动，当需要在样本处理管内混匀磁铁时，永磁铁放置于距离样本处理管插槽远处，当需要收集磁珠于样本处理管内壁时，永磁铁放置于样本处理管侧壁位置。直线滑轨和滑动块能保证永磁铁支架运动更加顺畅，同时也对永磁铁支架运动起到导向作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种循环肿瘤细胞捕获系统，其特征在于：包括样本处理管和与之配套的仪器主体，在仪器主体内设置有若干对处理样本处理管内样本进行处理的功能单元，功能单元包括有结构支架和盖板，安装在结构支架上的功能单元控制电路板、液体控制机构、气压控制机构和样本管理操作机构，样本处理管安装在样本管理操作机构内。

【技术特征摘要】
1.一种循环肿瘤细胞捕获系统，其特征在于：包括样本处理管和与之配套的仪器主体，在仪器主体内设置有若干对处理样本处理管内样本进行处理的功能单元，功能单元包括有结构支架和盖板，安装在结构支架上的功能单元控制电路板、液体控制机构、气压控制机构和样本管理操作机构，样本处理管安装在样本管理操作机构内。2.根据权利要求1所述的一种循环肿瘤细胞捕获系统，其特征是所述样本处理管包括管体，管体内设置有左右相分隔的第一腔体和第二腔体，第一腔体和第二腔体在内腔底部相连通，在管体的第一腔体顶部上设置有进样口和盖置在进样口上的进样口盖，在进样口盖上设有第一镂空，在第二腔体顶部设置有第二镂空，在第一镂空和第二镂空内均设置有疏水透气膜，在第二腔体侧壁上设有若干开口，开口内密封嵌置有试剂包，试剂包由铝塑膜热压构成，在试剂包内封装有试剂，在管体底部设置有出样口和盖置在出样口上的出样口盖，所述血样滤膜设置在出样口上，出样口盖底部开孔，在孔上设置有一片塑料薄膜。3.根据权利要求2所述的一种循环肿瘤细胞捕获系统，其特征是所述滤膜为微机械加工微孔滤膜或塑料微孔滤膜，滤膜中间设置中心滤孔区，中心滤孔区为规则排列的六边形滤孔阵列，滤孔阵列的边长为0.8mm—1mm，滤孔阵列的滤孔为长型通孔，孔宽为6um—8um，孔长为35um—45um，孔间距为8um—12um。4.根据权利要求1所述的一种循环肿瘤细胞捕获系统，其特征是所述盖板一端通过铰链安装在结构支架上，位于样本处理管上方，在盖板内设置有与气压控制模块连通的第一真空吸盘和第二真空吸盘，盖板盖下时，第一真空吸盘和第二真空吸盘分别压在样本处理管的第一镂空和第二镂空上。5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种循环肿瘤细胞捕获系统，其特征是所述样本管理操作机构包括用于放置样本处理管的插槽，插槽通过插槽支架固定在结构支架上，在插槽底部连接有连接出样口机构的插座，在插槽表面上设置有检测样本处理管内液位的液位传感器电路板，在插槽样本处理管内样本加热的薄膜加热器，在插槽一侧的插座支架上设置有若干挤压样本处理管上试剂包的柱塞电机，在插槽另一侧于插槽支架上设置有垂直插槽侧面方向移动的直线步进电机，在直线步进电机的丝杆前端设置有永磁铁支架，永磁铁支架上固定有永磁铁。6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种循环肿瘤细胞捕获系统，其特征是所述液体控制机构包括蠕动泵、液体二向阀和流路基板，流路基...

【专利技术属性】
技术研发人员：楼朝平，吴波，
申请(专利权)人：杭州安弼晟生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33