脂溶性物质自动化处理设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种脂溶性物质自动化处理设备，包括球磨机、涡旋混合器、高速离心机、自动化挟持轨道、进样瓶内衬管、高分辨液相质谱系统、恒温箱体以及传输管道；球磨机、涡旋混合器、高速离心机、自动化挟持轨道设置在恒温箱体中；球磨机上设置有进液口；传输管道包括流入管道以及流出管道；球磨机将破碎后的灌流液依次通过流入管道以及涡旋混合器与高速离心机内的EP离心管相贯通；高速离心机将离心后的液体通过流出管道注入进样瓶内衬管中；进样瓶内衬管置于自动化挟持轨道上并随自动化挟持轨道同步移动；自动化挟持轨道将进样瓶内衬管输送至高分辨液相质谱系统中进行检测。本实用新型专利技术具有检测效率高、检测精度高等优点。检测精度高等优点。检测精度高等优点。

【技术实现步骤摘要】
脂溶性物质自动化处理设备


[0001]本技术属于生物样本检测领域或者药物研发领域，涉及一种脂溶性物质自动化处理设备，尤其涉及一种生物样本或者器官芯片灌流液检测中脂溶性物质自动化处理设备。

技术介绍

[0002]作为新药研发流程重要组成部分，药物安全性评价研究的难点在于，如何基于候选药物在动物安全性评价试验和人源细胞试验的结果，来判断其对人体器官可能造成的风险与伤害。尽管培养皿中体外培养的细胞与药物间相互作用的结果，是一种简单且高通量的基本的药物筛选和测试方法，但这些细胞模型缺乏体内组织的微结构和生理功能。迄今为止，动物试验仍然是药物临床前安全性有效性评价验证的黄金标准。药物的动物模型研究能够相对模拟药物对人类器官和多器官水平功能的影响，然而，其成本高、周期长、且受多种因素影响，难以完全模拟药物在人体内的代谢机制研究。此外，由于模式动物与人类在比较生理学以及代谢体系上存在巨大的差异性，因此，当已经在临床前研究中取得安全性有效性评价的成果转化至临床研究时，尤其是进行Ⅰ期临床试验时，药物“首次进入人体”或增加剂量，极易让临床志愿者处于高度风险的境地。动物试验中取得的结果，在临床研究实验中的准确性和可重复性也受到挑战。部分药物在临床前研究阶段未表现出对动物的不良影响，在临床试验阶段却表现出对患者的肝、心、肾功能的损害。毫无疑问，动物试验推动了安全有效的药物应用于临床，为医学进步做出了重大贡献。然而，继续将其作为药物筛选的强制性流程也可能产生不利影响。
[0003]随着生命科学技术的高速发展，研究者们不断探索动物试验的替代方案。动物模型具有整体性，但与人体存在种属差异；人源细胞不存在种属差异，但缺乏整体性。器官芯片(Organ
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Chip)技术通过在组织特异性立体环境中培养人源细胞，实现了两者优势的结合。器官芯片通常由微流体、活细胞组织和刺激/给药装备等关键部分组成，具有两方面显著特征：(1)芯片平台上组织的3D性质和排列，呈现和整合多种细胞类型以反映细胞的生理平衡，呈现与建模组织相关的生物力学。(2)器官芯片具有精准的尺寸和微通道，能够精确地实现细胞有序化，调控各种流体和化学参数以提供可控的培养条件，有效反映人体组织和器官的体内微观结构和功能特征。器官芯片可分为单器官芯片和多器官芯片，目前研究者们已成功构建肺、肝、肾、肠、心、脑、血液、骨骼、皮肤、神经、胰岛、肿瘤等单器官芯片和多种多器官芯片。许多国家和组织正积极推动器官芯片的相关研究，器官芯片技术可用于毒理学测试平台、药物筛选、器官重建与制造、用于研究COVID
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19疗法及疫苗的安全性、疾病的早期诊断及精确治疗、识别物种特异性毒性、太空实验等领域。相信随着器官芯片技术的进一步推广使用，器官芯片技术将在药物发现、航天医学、个性医疗以及环境评估等方方面面释放出非常巨大的应用空间。由于器官芯片具有便捷、灵敏、快速等优点，预测人类药物毒性相比于现有模型具有更高的特异性和选择性。
[0004]在药效和毒性评价中存在重要的应用前景。尽管器官芯片在药物毒性评估方面具
有突出优势，其发展和应用仍然存在一定的限制和挑战。首先是活细胞的来源。通常用于构建器官芯片的活细胞包括原代细胞、细胞系和诱导多能干细胞(iPSC)。原代细胞难以获取、数量有限、增值潜力低，且须通过侵入性操作采集，患者来源细胞的不可用性和不可靠性也是一个重大障碍。细胞系相对容易培养和扩增，但通常缺乏目标器官的表型功能特征。尽管使用灌注和/或共培养可以实现改善，通常没有更好的选择时器官芯片才使用细胞系。iPSC来源于小细胞或组织样本(如血液)，具有患者特异性，能够扩展和选择性分化成多个谱系，为多器官器官芯片提供了无限的患者特异性细胞来源。iPSC可产生自体靶器官或组织，能够构建用于个性化疾病建模和药物筛选的患者特定器官芯片。使用单个iPSC生成器官芯片中的所有组织单元将能够表现基因型和表型的影响。然而，并非所有细胞谱系均可源自同一iPSC系，有效实现iPSC分化和成熟仍然是该领域的挑战之一。目前文献中已成功构建不同来源的由原代细胞、细胞系、诱导多能干细胞衍生的肝、肾器官芯片，使用不同来源细胞构建器官芯片的优点和缺点可能会因器官芯片的设计而异，这对器官芯片的设计能力提出了要求。
[0005]其次，基于器官芯片的高通量筛选尚未实现。当前大多数器官芯片的应用通常与离线检测结合，检测物质的品种与数量有限。目前已与器官芯片结合的在线检测方法主要包括两方面：
①
通过电化学监测芯片微环境，确定芯片模型的部分生物学功能，包括细胞层的完整性、线粒体的功能等；
②
光学检测，电化学传感和不连续质谱分析(见后)等分析手段，通过与器官芯片设备集成，分析目标分子；但这些所谓“在线检测手段”在不同程度上，存在器官芯片未能完全模拟生物体内微环境以及系统的不完全在线分析等现实问题。
[0006]基础研究走向应用存在一定的技术瓶颈。而在生物样本的分析检测中，组学技术因其一次分析能够观察到成百上千的代谢物质的变化，在不同水平上包括分子基因水平("基因组学")，蛋白质水平("蛋白质组学")和代谢物水平("代谢组学")，分析待测物的结构和功能，实现在不同分子水平上对目标样本信息的全面解析。组学分析手段在疾病诊断、生物标志物的发现、药物安全性评价及药理学研究等多个方面已成为主流研究手段。具体而言，蛋白质组学研究特定状态下蛋白整体水平的存在状态和活动规律；代谢组学以生命体的代谢物为研究对象，主要研究分子量1000以下的小分子物质；基因组学的研究对象包括基因组的结构、功能、进化、定位、编辑等，以及它们对生物体的影响；在进行生物样本分析时，可以整合几个组学水平的信息，从深层次挖掘候选关键因子；通过将基因、mRNA、调控因子、蛋白、代谢等不同层面之间信息进行整合，构建代谢调控网络，深层次理解各组学之间的调控及因果关系，更深入地认识生物进程和疾病过程中复杂性状的分子机理和遗传基础，即“多组学整合分析”。在进行组学研究时生物样本中所含物质众多，实现对其全景分析具有极大的挑战性。
[0007]随着检测技术的不断发展，具有高灵敏度、高质量分辨率和高质量精度、宽动态范围等优点的高分辨质谱技术(HRMS)，在复杂样品检测以及组学研究中的应用越来越广泛，它能够将化合物质量高度精确测量到小数点后四位，从而准确推断出小分子物质的确切结构，且HRMS在定性检测含有多种物质的复杂样品时不需要借助标准品对分析物，分析条件进行逐一优化，减少了分析前处理的繁琐程度，且对色谱的要求也较低。当要进行靶向定量研究时，可以使用内标来制定标准曲线，已经实现了一次检测对1000种靶标物质的绝对定量的商业化检测。目前，基于超高液相色谱高分辨质谱联用技术的非靶向代谢组学方法一
次便可获得上万个质谱特征峰(即液质系统)，相信随着质谱数据库的不断完善扩充，越来越多的谱图信息被注释，在进行代谢组学、脂质组学、蛋白组学检测时将有望获得更多更准确的物质信息。
[0008]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脂溶性物质自动化处理设备，其特征在于：所述脂溶性物质自动化处理设备包括球磨机（31）、涡旋混合器（32）、高速离心机（33）、自动化挟持轨道（34）、进样瓶内衬管（35）、高分辨液相质谱系统（36）、恒温箱体（37）以及传输管道；所述球磨机（31）、涡旋混合器（32）、高速离心机（33）、自动化挟持轨道（34）设置在恒温箱体（37）中；所述球磨机（31）上设置有进液口；灌流液通过进液口流至球磨机（31）中并进行破碎作业；所述传输管道包括流入管道以及流出管道；所述高速离心机（33）内设置有EP离心管；所述球磨机（31）将破碎后的灌流液依次通过流入管道以及涡旋混合器（32）与高速离心机（33）内的EP离心管相贯通；所述高速离心机（33）对EP离心管离心后，将离心后的液体通过流出管道注入进样瓶内衬管（35）中；所述进样瓶内衬管（35）置于自动化挟持轨道（34）上并随自动化挟持轨道（34）同步移动；所述自动化挟持轨道（34）将进样瓶内衬管（35）输送至高分辨液相质谱系统（36）中进行检测。2.根据权利要求1所述的脂溶性物质自动化处理设备，其特征在于：所述涡旋混合器（32）包括基座、转动盘、驱动电机、第一管道、混合柱以及管道；所述驱动电机置于基座内部；所述转动盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡汉昆，胡奕欣，张文庆，谢地，刘亮，余婵曦，辛梦茹，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：新型
国别省市：