一种高通量快速捕获提纯循环肿瘤细胞的设备及方法技术

本发明专利技术提供了一种高通量快速捕获提纯循环肿瘤细胞的装置及方法，属于生物技术领域。该高通量快速捕获提纯循环肿瘤细胞的装置，包括：过滤模块；所述过滤模块包括过滤器、设置在过滤器内部并与过滤器内壁密封的滤膜、负压装置；所述负压装置连接在所述过滤器的出口一端，用于使所述过滤器的内部保持负压；所述滤膜用于当所述负压装置使所述过滤器的内部保持负压时，将循环肿瘤细胞截留，并经由所述试剂进样模块自动加入的试剂进行染色和清洗。该装置将样本液输入到过滤器以及负压装置都可以自动控制，进而使得滤膜截留并染色循环肿瘤细胞的过程具有自动化程度高，高通量(增加过滤器数量即可实现)等效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物
，具体而言，涉及一种高通量快速捕获提纯循环肿瘤细胞的设备及方法。
技术介绍
循环肿瘤细胞(CTC，CirculatingTumorCell)是存在于外周血中的各类肿瘤细胞的统称。在肿瘤的发展过程中，因自发或诊疗操作从实体肿瘤病灶(原发灶、转移灶)脱落，大部分CTC在进入外周血后发生凋亡或被吞噬，少数能够逃逸并锚着发展成为转移灶，增加恶性肿瘤患者死亡风险，在肿瘤的侵袭转移中起着重要作用。循环肿瘤细胞脱落进入循环系统中，许多研究结果已经证实其在肿瘤转移的诊断和预后、药物研发、个体化治疗及其探索肿瘤转移机制等方面具有潜在的价值。因此，特异、敏感地检测循环肿瘤细胞非常重要，不仅能够更加准确地评估肿瘤患者的预后，还有利于制定个性化治疗方案。根据肿瘤细胞转移的途径，在血液或淋巴管中循环的肿瘤细胞被定义为循环肿瘤细胞(circulatingtumorcell，CTC)，而其中若干细胞聚集形成的细胞团块被称为循环肿瘤微栓(circulatingtumormocroemboli,CTM)。CTM是肿瘤细胞的“集体迁移”行为，因其能够抵抗细胞凋亡、保持细胞增殖能力而具有更高的转移潜能。然而，外周血中循环肿瘤细胞的数目较少(1个CTC/106～107个单核细胞)，精确分离很困难。CellSearch系统是目前FDA唯一批准用于临床富集及检测分析的技术设备，是一种半自动技术，集合了免疫磁珠分选技术和免疫细胞化学法的分离检测技术。标记有抗EpCAM抗体的磁珠与靶细胞结合，在外加磁场作用下被保留下来，接着采用荧光标记(CK8/18/19，DAPI，CD45)来区别CTC与血细胞，随后采用半自动荧光显微镜检测分析细胞大小和形态，最终确定CTC。但是，该法操作复杂，成本很高，通量低，限制了其在临床大规模筛选检测时的应用。另外，由于外周血中存在一定数量的非肿瘤性上皮细胞(循环上皮细胞)，加上大多数恶性循环肿瘤细胞由于上皮-间质转变，从而丢失了上皮抗原EpCAM，因而无法被检测到。因此当CTC计数用于评估肿瘤对治疗的反应、肿瘤复发风险以及肿瘤筛查时，这些问题就显得特别重要。此外，由于多步细胞标记和处理会使细胞团块离散，从而使得免疫磁性分离法无法用来检测转移风险更高的CTM。另外一种CTC富集方法采用密度梯度分离原理，根据血液中的各种细胞的密度不同，利用一种特定密度且近于等渗的溶液(分层液)与标本加入同一试管后离心，使一定密度的细胞按相应密度梯度分布，从而将血液中各种细胞加以分离。分离后可以进行细胞染色、免疫标记等进一步的分析。在此基础上建立起来的OncoQuick方法(德国Greiner公司)，用一种专用的50mL的试管，内置多孔屏障，其下为密度梯度分离液，使用时将标本置于屏障之上从而避免在离心之前与分离液混合，与前相比(CellSearch系统)，更易从粒细胞中分离出肿瘤细胞，从而更有利于进一步的分析。该法的局限性在于由于部分肿瘤细胞可迁至血浆层或留于红细胞或中性粒细胞中，不仅容易造成在分离过程中肿瘤细胞的丢失，而且如果血液抗凝不完全，微小凝块则可能使肿瘤细胞落至梯度密度液的底部。因此该法敏感性较低且依赖于肿瘤细胞的特性、离心的时间、温度等多种因素。2000年Vona等报道了一种依据细胞大小，通过过滤直接富集上皮性肿瘤细胞的方法(isolationbysizeofepithelialtumorcells,ISET)。该法可使较小的淋巴细胞和中性粒细胞通过，而较大的肿瘤细胞则被阻滞在膜上。该方法不仅操作简单，而且比较敏感，可避免烦琐的多步骤分离造成的稀少细胞的破坏和丢失，且具有高转移潜能的CTM也能被富集和计数。富集到的细胞可进行细胞学染色，或通过免疫标记、荧光原位杂交(fluorescenceinsituhybridization，FISH)、TUNEL等方法分析其抗原、非整倍性和细胞凋亡等。但是，目前该法多采用实验室手动操作，自动化程度低，通量低，误差大，且容易引起交叉污染，特别易于在后续分子生物学检测时造成干扰。此外，长期手动操作对实验员的健康亦会造成潜在性的威胁。综上所述，目前相关技术中常见的提纯循环肿瘤细胞的方法存在操作复杂、自动化程度低、通量低以及敏感性较低(依赖于肿瘤细胞的特性、离心的时间、温度等多种因素)等技术问题。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种高通量快速捕获提纯循环肿瘤细胞的装置，该装置用于快速捕获提纯循环肿瘤细胞，具有自动化程度高、高通量、不易引起交叉污染等效果。本专利技术的第二目的在于提供一种利用所述的高通量快速捕获提纯循环肿瘤细胞的装置提纯循环肿瘤细胞的方法，该方法操作简便，克服了现有技术中常见的循环肿瘤细胞提纯操作多依赖人工操作而存在的对实验人员会造成的潜在威胁。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：本专利技术提供了一种高通量快速捕获提纯循环肿瘤细胞的装置：所述高通量快速捕获提纯循环肿瘤细胞的装置包括：过滤模块；所述过滤模块包括过滤器、设置在过滤器内部并与过滤器内壁密封的滤膜、负压装置；所述负压装置连接在所述过滤器的出口一端，用于使所述过滤器的内部保持负压；所述滤膜用于当所述负压装置使所述过滤器的内部保持负压时，将循环肿瘤细胞截留。本专利技术提供的这种高通量快速捕获提纯循环肿瘤细胞的装置，其包括了过滤模块，而该过滤模块中，包括了过滤器、设置在过滤器内部并与过滤器内壁密封的滤膜以及连接在所述过滤器的出口一端负压装置；在捕获提纯循环肿瘤细胞的过程中，预先将样本液输入到过滤器内部，负压装置可以使得过滤器内部形成负压，并且使得样本液透过滤膜，从过滤器的出口端排出。在样本液透过滤膜的过程中，样本液所含的循环肿瘤细胞由于其体积较其他血液细胞大，进而会被滤膜截留，从而实现了高通量快速捕获提纯循环肿瘤细胞的效果；由于将样本液输入到过滤器以及负压装置都可以自动控制，因此滤膜截留循环肿瘤细胞的过程具有自动化程度高，高通量(增加过滤器数量即可实现)等效果。且在同时操作多个过滤器时，每个过滤器及滤过液流经的管路均为独立管路，无交叉污染，滤过液可单独收集用于其他分析或直接排入所述废液收集装置。可选的，所述高通量快速捕获提纯循环肿瘤细胞的装置还包括：试剂进样模块和第一负压泵；所述试剂进样模块与所述过滤器连通，且所述第一负压泵设置在所述试剂进样模块与所述过滤器的连通管路上。在对过滤器中的样本液过滤之后，一般都会对截留在滤膜上的循环肿瘤细胞进行清洗、染色等操作，以满足后续实验分析的要求。因此，为了进一步地提高清洗以及染色的自动化程度，优选设置了试剂进样模块和第一负压泵。使用时，在第一负压泵的作用下，试剂进样模块中的试剂可被顺利的导入到过滤器中，从而非常便于实现样本液的清洗、染色操作。可选的，所述过滤器为多个，且所有所述过滤器与所述第一负压泵的连通管路上设置有一试剂分配器。为了实现批量处理样本液的效果，过滤器可优选为多个，而且所有所述过滤器与所述第一负压泵的连通管路上设置有一试剂分配器；通过试剂分配器可以将从试剂进样模块输入的试剂分配到多个过滤器中。更为优选的，多个过滤器(一般为8-10个)可以通过一个固定支架实现一体设置，形成一组固定的过滤器。当处理量较大时，可以并行设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高通量快速捕获提纯循环肿瘤细胞的装置，其特征在于，所述高通量快速捕获提纯循环肿瘤细胞的装置包括：过滤模块；所述过滤模块包括过滤器、设置在过滤器内部并与过滤器内壁密封的滤膜、负压装置；所述负压装置连接在所述过滤器的出口一端，用于使所述过滤器的内部保持负压；所述滤膜用于当所述负压装置使所述过滤器的内部保持负压时，将循环肿瘤细胞截留。

【技术特征摘要】
2016.10.09 CN 20161088108391.一种高通量快速捕获提纯循环肿瘤细胞的装置，其特征在于，所述高通量快速捕获提纯循环肿瘤细胞的装置包括：过滤模块；所述过滤模块包括过滤器、设置在过滤器内部并与过滤器内壁密封的滤膜、负压装置；所述负压装置连接在所述过滤器的出口一端，用于使所述过滤器的内部保持负压；所述滤膜用于当所述负压装置使所述过滤器的内部保持负压时，将循环肿瘤细胞截留。2.根据权利要求1所述的高通量快速捕获提纯循环肿瘤细胞的装置，其特征在于，所述高通量快速捕获提纯循环肿瘤细胞的装置还包括：试剂进样模块和第一负压泵；所述试剂进样模块与所述过滤器连通，且所述第一负压泵设置在所述试剂进样模块与所述过滤器的连通管路上。3.根据权利要求2所述的高通量快速捕获提纯循环肿瘤细胞的装置，其特征在于，所述过滤器为多个，且所有所述过滤器与所述第一负压泵的连通管路上设置有一试剂分配器。4.根据权利要求3所述的高通量快速捕获提纯循环肿瘤细胞的装置，其特征在于，所述试剂进样模块包括清洗液储样瓶、染色液储样瓶和保存液储样瓶；所述清洗液储样瓶、所述染色液储样瓶和所述保存液储样瓶通过一个多通道连接头与所述第一负压泵连接。5.根据权利要求4所述的高通量快速捕获提纯循环肿瘤细胞的装置，其特征在于，所述清洗液储样瓶、所述染色液储样瓶和所述保存液储样瓶与所述多通道连接头的连通管路上分别设置有通道阀门。6.根据权利要求5所述的高通量快速捕获提纯循环肿瘤细胞的装置，其特征在于，还包括废液收集装置和第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈静，
申请(专利权)人：陈静，
类型：发明
国别省市：上海;31