细胞分离装置及细胞分离方法和应用制造方法及图纸

本发明专利技术涉及生物医学工程技术领域，特别涉及细胞分离装置及细胞分离方法和应用。所述细胞分离装置，包括：微流控芯片，包括上层芯片、滤膜和下层芯片；抽吸器，所述抽吸器与所述微流控芯片连通；控压组件，包括压力监测器和泄气阀，所述控压组件与所述微流控芯片连通；泄气管路，所述泄气管路与所述微流体芯片连通，且所述控压组件设置在所述泄气管路上；本发明专利技术提供的细胞分离装置可以实时监控微流控芯片内部压差，避免压差过大造成的细胞漏选或损伤，能够快速、高效的实现目的细胞的分离，提高了物理过滤的效率，增加了目的细胞分离的纯度，并且还可以用来实现细胞的计数和检测，方法简单，成本低廉。成本低廉。成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
细胞分离装置及细胞分离方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物医学工程
，特别涉及细胞分离装置及细胞分离方法和应用。

技术介绍

[0002]稀有细胞在血液和组织中含量极少但包含重要的遗传和表达信息，例如干细胞、循环内皮细胞、循环肿瘤细胞、母体中的胎儿有核红细胞和残留病变细胞等。检测和分析这些稀有细胞，是理解疾病进程和发育机制的关键，更有助于精准医疗实施。稀有细胞的检测与分析需要排除大量非目的细胞的干扰，否则极易造成无法检测或者误判的情况。因此，稀有细胞的分选和富集技术变得尤为关键，甚至是检测结果准确性的决定性因素。近年在该领域出现了众多分选富集手段，但各有利弊。目前主流的分选方法有两种：亲和性富集法和物理特性富集法。亲和性富集法主要是根据通过细胞表面特异性表达的蛋白质生物标志物分离靶细胞，包括正向捕获目标细胞的阳性富集法和负向去除非目的细胞的阴性富集法。物理特性富集法主要是根据目的细胞的大小、密度、力学和介电性能等物理特性进行分选。物理特性富集发包括离心、微流控技术、膜滤过滤分离技术、流体惯性聚焦、光压差分技术等，这类富集方法操作过程简单，捕获效率高，能够实现高通量富集，成本低，特别是其不依赖细胞表面抗原的表达。其中微流控技术以及膜过滤分选技术由于特征尺寸可精准控制，集成度高、通量高、可视化、重复性好等优点成为众多研究人员优先选择方案。
[0003]虽然微流控技术以及滤膜分选技术优点众多，但应用过程中大部分为外驱压力推动样本进行分选。目前大部分研究人员考虑到外驱压力的重要性，均采取类似恒压泵、注射泵，柱塞泵、蠕动泵等精准流速或压力控制设备作为样品驱动外置设备。在大部分分选装置中，细胞的分选是动态过程，目的细胞的截留必然造成滤膜的跨膜压差的提升，如此导致目的细胞受到的内部流体液压以及挤压力也会随之提升，然而此时外部控制设备依然按照原先设定好的参数运作，随着时间的推移，大量目的细胞的截留将会导致内部细胞所受外力急剧上升，当达到一定界限，截留下来的目的细胞会因无法承受巨大外力而破损或者分离出去，从而导致分选的遗漏以及其他检测结果的不理想。这也是目前大部分基于微孔滤膜分选方法无法保证细胞活性以及较高检出率的主要原因。这种问题迫使我们需要采取某些手段对细胞分选过程中微流控芯片或者滤器内部压力进行动态的监测及实时调控。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提供一种细胞分离装置及细胞分离方法和应用。该细胞分离装置，可以控制过滤过程中的实时压差，判断流程的时间节点，保护细胞不会因为压差过大而漏选以及损伤；基于该分离装置可以实现细胞的快速分离和检测。
[0005]具体而言，本专利技术所采取的技术方案如下。
[0006]本专利技术的一个方面的目的在于提供一种细胞分离装置，包括：
[0007]微流控芯片，包括上层芯片、滤膜和下层芯片；
[0008]抽吸器，所述抽吸器与所述微流控芯片连通；
[0009]控压组件，包括压力监测器和泄气阀，所述控压组件与所述微流控芯片连通；
[0010]泄气管路，所述泄气管路与所述微流体芯片连通，且所述控压组件设置在所述泄气管路上；
[0011]其中，
[0012]所述上层芯片设置有：与所述泄气管路连接的第一通孔，与所述抽吸器连接的第二通孔，用于连接样品容器的第三通孔；
[0013]所述下层芯片设置有：与所述第三通孔相对应的腔室；第一通道，所述第一通道的一端与所述上层芯片的第一通孔连通，另一端与所述腔室连通；第二通道，所述第二通道的一端与所述上层芯片的第二通孔连通，另一端与所述腔室连通；
[0014]所述滤膜设置于所述上层芯片的第三通孔和所述下层芯片的腔室之间。
[0015]在该细胞分离装置使用时，将含有待分离细胞的样品放入样品容器中，打开压力监测器，关闭泄气阀，启动抽吸器，使得下层芯片中的腔室、第一通道和第二通道处于负压状态，此时滤膜两侧存在压差，样品在压差作用下快速过滤，稀有细胞因为体积大留着样品容器中，滤液则经由第二通道被抽吸器抽出，实现了稀有细胞的快速分离。
[0016]压力监测器用于监测样本分离过程的实时压差，同时可以用来判断流程的时间节点。泄气阀用于保护目的细胞不会因为压差过大而漏选以及损伤，当压差超过某阈值时，泄气阀自动开启，从而提高目的细胞捕获效率以及活性率。例如，当气压陡升时，此时样品容器内样品几乎过滤完全，而腔室中滤液在表面张力的作用下，依然无法抽动。如果抽吸器继续提供负压，腔室内滤液因为无法突破液体表面张力，将会导致腔室内压差急剧上升，直到突破张力。此时巨大的压差就会导致捕获的目的细胞非常严重的丢失率和活性。因此需要及时打开泄气阀，使微流控芯片内部与空气直接连通，腔室内多余滤液将随气体从第一通道、腔室、第二通道到抽吸器内，期间腔室无任何超出细胞承受范围的压差。
[0017]根据本专利技术的一些实施方式，所述第三通孔的数量为一个或多个，可以是1、2、3、4或5等。增加第三通孔数量可以连接多个样品容器，从而增加每次处理样品的量，提高效率。
[0018]根据本专利技术的一些实施方式，所述第三通孔与所述样品容器通过螺纹连接。
[0019]根据本专利技术的一些实施方式，所述腔室的数量与所述第三通孔的数量相对应。腔室是滤液经由抽吸器抽出的暂存区，其深度可以根据实际情况进行确定。
[0020]根据本专利技术的一些实施方式，所述第一通孔的数量为一个或多个，可以是1、2、3、4或5等，其数量可以与所述第三通孔的数量一致，也可以不一致。第一通孔将微流控芯片内部与控压组件连接在一起，实现了对微流控芯片内部压力的监控和调节。
[0021]根据本专利技术的一些实施方式，所述泄气管路与所述第一通孔通过鲁尔锁连接。
[0022]根据本专利技术的一些实施方式，所述第二通孔的数量为一个或多个，可以是1、2、3、4或5等，其数量可以与所述第三通孔的数量一致，也可以不一致。第二通孔将微流控芯片内部与抽吸器连接在一起，滤液通过第二通孔从微流控芯片中被抽出。
[0023]根据本专利技术的一些实施方式，所述第二通孔通过抽吸管路与所述抽吸器连接。
[0024]根据本专利技术的一些实施方式，所述第二通孔与所述抽吸管路通过鲁尔锁连接。
[0025]根据本专利技术的一些实施方式，所述第一通道的数量为一个或多个，可以是1、2、3、4
或5等。所述第一通道的数量可以和所述腔室的数量一致，也可以不一致；
[0026]当所述第一通道的数量小于所述腔室的数量时，所述第一通道与所述腔室的其中一个连接，所述腔室之间通过第三通道相连，所述第二通道与所述腔室中的其中一个相连，从而实现微流控芯片内部的互通；
[0027]当所述第一通道的数量与所述腔室的数量一致时，所述第一通道的其中一个末端分别与所述腔室连接，另外一个末端可以相交连接同一个所述第一通孔，也可以不相交分别连接不同的所述第一通孔；
[0028]当所述第一通道的数量大于所述腔室的数量时，所述第一通道的其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种细胞分离装置，其特征在于，包括：微流控芯片，包括上层芯片、滤膜和下层芯片；抽吸器，所述抽吸器与所述微流控芯片连通；控压组件，包括压力监测器和泄气阀，所述控压组件与所述微流控芯片连通；泄气管路，所述泄气管路与所述微流体芯片连通，且所述控压组件设置在所述泄气管路上；所述微流控芯片的上层芯片设置有：与所述泄气管路连接的第一通孔，与所述抽吸器连接的第二通孔，和连接有样品容器的第三通孔；所述微流控芯片的下层芯片设置有：与所述第三通孔相对应的腔室；第一通道，所述第一通道的一端与所述上层芯片的第一通孔连通，另一端与所述腔室连通；第二通道，所述第二通道的一端与所述上层芯片的第二通孔连通，另一端与所述腔室连通；所述滤膜设置于所述上层芯片的第三通孔和所述下层芯片的腔室之间。2.根据权利要求1所述的细胞分离装置，其特征在于，所述第三通孔的数量为一个或多个；所述腔室的数量与所述第三通孔的数量相对应。3.根据权利要求1所述的细胞分离装置，其特征在于，所述第一通道的数量为一个或多个；当所述第一通道的数量小于所述腔室的数量时，所述第一通道与所述腔室的其中一个连接，所述腔室之间通过第三通道连通，所述第二通道与所述腔室中的其中一个连接，从而实现微流控芯片内部的互通；当所述第一通道的数量与所述腔室的数量一致时，所述第一通道的其中一个末端分别与所述腔室连接，另外一个末端可以相交连接同一个所述第一通孔，也可以不相交分别连接不同的所述第一通孔；当所述第一通道的数量大于所述腔室的数量时，所述第一通道的其中一个末端与所述腔室连接，另外一个末端可以相交连接同一个所述第一通孔，也可以不相交分别连接不同的所述第一通孔。4.根据权利要求1所述的细胞分离装置，其特征在于，所述第二通道的数量为一个或多个；当所述第二通道的数量小于所述腔室的数量时，所述第二通道与所述腔室的其中一个连接，所述腔室之间通过第三通道连通，所述第一通道与所述腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：石剑，刘瑞，周威，韩超，陈勇，
申请(专利权)人：广州安方生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：