一種磁性探頭搜尋式細(xì)胞分選裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種磁性探頭搜尋式細(xì)胞分選裝置。分選裝置由龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置、機(jī)械手?jǐn)?shù)字控制器、機(jī)座、機(jī)體、磁性探頭、探頭卡具、測(cè)試臺(tái)、測(cè)試盒和釋放磁體構(gòu)成，磁性探頭連接在探頭卡具上，探頭卡具置于龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置上，機(jī)械手?jǐn)?shù)字控制器連接龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置，龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置置于測(cè)試盒上方，測(cè)試盒置于測(cè)試臺(tái)的臺(tái)面上，測(cè)試臺(tái)置于機(jī)體上，機(jī)體置于機(jī)座上方，釋放磁體置于機(jī)體內(nèi)且位于測(cè)試盒的下方；測(cè)試盒中裝有樣品液，磁性探頭安設(shè)在探頭卡具上，探頭卡具能在龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置內(nèi)的移動(dòng)，磁性探頭在測(cè)試盒里完成對(duì)靶細(xì)胞的吸捕后，由釋放磁體對(duì)靶細(xì)胞的吸取作用，完成對(duì)磁性探頭上的靶細(xì)胞的回收收集。
【專利說明】一種磁性探頭搜尋式細(xì)胞分選裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種磁性探頭搜尋式細(xì)胞分選裝置，特別是涉及生物細(xì)胞分選領(lǐng)域的高靈敏度自動(dòng)化生物細(xì)胞分選技術(shù)，屬生物細(xì)胞分選設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在疾病診斷，藥物試驗(yàn)等領(lǐng)域，研究人員需要從混雜了各種生物細(xì)胞組織的樣品中提取特定細(xì)胞的技術(shù)與設(shè)備，以獲得純凈的細(xì)胞樣本來做各種實(shí)驗(yàn)分析和診斷。獲得更高的靈敏度，更高的分選速度和純度、更好的樣品類型適應(yīng)能力，更高效自動(dòng)的細(xì)胞分選技術(shù)和設(shè)備，是細(xì)胞分選領(lǐng)域正在努力的目標(biāo)。
[0003]現(xiàn)有細(xì)胞分選設(shè)備主要有:
一、離心分選技術(shù)，用于分選大小懸殊的細(xì)胞，更多用于分選細(xì)胞器。通過差速離心可將細(xì)胞器初步分選，常需進(jìn)一步通過密度梯離心再行分選純化。速度沉降技術(shù)是離心分選技術(shù)中的一種，用于分選密度相近而大小不等的細(xì)胞或細(xì)胞器。這種降方法所采用的介質(zhì)密度較低，介質(zhì)的最大密度應(yīng)小于被分選生物顆粒的最小密度。它利用生物顆粒，包括細(xì)胞或細(xì)器在十分平緩的密度梯度介質(zhì)中按各自的沉降系數(shù)以不同的速度沉降而達(dá)到分選。這種方法能夠分選的細(xì)胞十分有限，而且巨大的離心力和長時(shí)間的處理都對(duì)細(xì)胞不利。大細(xì)胞比小細(xì)胞更易受高離心力的損傷，而且停留在等密度介質(zhì)中的細(xì)胞比處在移動(dòng)中的細(xì)胞受到更大的損傷。因此，這種方法適于分選細(xì)胞器，而不太適于分選和純化細(xì)胞。
[0004]二、流式細(xì)胞分選技術(shù)術(shù)是對(duì)單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行快速定量分析與分選的一門技術(shù)。在分析或分選過程中，包在鞘液中的細(xì)胞通過高頻振蕩控制的噴嘴，形成包含單個(gè)細(xì)胞的液滴，在激光束的照射下，這些細(xì)胞發(fā)出散射光和熒光，經(jīng)探測(cè)器檢測(cè)，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，送入計(jì)算機(jī)處理，輸出統(tǒng)計(jì)結(jié)果，并可根據(jù)這些性質(zhì)分選出高純度的細(xì)胞亞群。這種方法雖純度和回收率高，但設(shè)備昂貴，技術(shù)復(fù)雜，需專業(yè)技術(shù)人員操作，操作費(fèi)時(shí)。因?yàn)榇嬖跇悠繁仨毥佑|的重復(fù)使用部件，不可能完全避免樣品交叉污染。此外，這種方法要求被處理樣品中靶細(xì)胞個(gè)數(shù)不能少于數(shù)百個(gè)。對(duì)靶細(xì)胞含量`極少的樣品分選結(jié)果不佳。此外，它也不適合對(duì)細(xì)胞活性要求較高的應(yīng)用。
[0005]三、細(xì)胞電泳技術(shù)。在一定PH值下細(xì)胞表面帶有凈的正或負(fù)電荷，能在外加電場(chǎng)的作用下發(fā)生泳動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞電泳。各種細(xì)胞或處于不同生理狀態(tài)的同種細(xì)胞荷電量有所不同，故在一定的電場(chǎng)中的泳動(dòng)速度不同。在恒定的電場(chǎng)條件下，同種細(xì)胞的電泳速度相當(dāng)穩(wěn)定，因而可通過測(cè)定電泳速度來分選某些種類細(xì)胞位，因此在診斷疾病上有一定價(jià)值。這種分選技術(shù)的缺點(diǎn)是對(duì)細(xì)胞活性有損傷，難于分選種類相近的細(xì)胞
四、免疫磁珠分選技術(shù)。免疫磁珠法分選細(xì)胞是基于細(xì)胞表面抗原能與連接有磁珠的特異性單抗相結(jié)合，在外加磁場(chǎng)中，通過抗體與磁珠相連的細(xì)胞被吸附而滯留在磁場(chǎng)中，無該種表面抗原的細(xì)胞由于不能與連接著磁珠的特異性單抗結(jié)合而沒有磁性，不在磁場(chǎng)中停留，從而使細(xì)胞得以分選。這種技術(shù)對(duì)靶細(xì)胞的分辨能力強(qiáng)，無需昂貴的大型儀器，設(shè)備相對(duì)便宜，方法簡便易行，是一種十分有潛力的方法。但現(xiàn)有分選設(shè)備效率低，耗材較貴，對(duì)被分選樣品中的雜質(zhì)十分敏感。大大限制了它的實(shí)用效果。
[0006]目前采用這種技術(shù)的設(shè)備主要有以下幾種:
1、磁性細(xì)胞分選儀，出自德國美天旎生物技術(shù)公司(MiltenyiBiotec),它采用磁性管道流式設(shè)計(jì)，一般使用較小磁珠。這種方法理論上十分有效，但是在實(shí)際使用中因?yàn)楸环诌x樣品中難以避免大顆粒的生物組織，造成管道堵賽或者靶細(xì)胞(10)丟失，所以實(shí)用中能達(dá)到的細(xì)胞分選可靠性和靈敏度與廠家宣稱的指標(biāo)有相當(dāng)距離。
[0007]2、磁珠捕捉儀(BeadRetriever),出自美國Dynal公司，它采用磁柱試管式設(shè)計(jì)，一般使用較大磁珠。這種方法能夠避免管道堵塞的問題，但是靈敏度不足，細(xì)胞捕獲率和純度較低，實(shí)際使用效果也不理想。
[0008]3、細(xì)胞搜尋儀(CallSearch),為美國強(qiáng)生公司附屬公司Veridex, LLC新近研制，也采免疫磁珠分選原理。現(xiàn)已通過美國FDA準(zhǔn)入，應(yīng)用于預(yù)測(cè)有轉(zhuǎn)移性的乳腺癌、結(jié)直腸癌或前列腺癌的無進(jìn)展存活率和總存活率。這種設(shè)備對(duì)癌癥診斷有一定效果。但是，分選出的細(xì)胞已經(jīng)失去活性，這限制了它的應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明目的在于解決上述現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，提供了一種更好的靶細(xì)胞捕獲率高，對(duì)樣品適應(yīng)能力強(qiáng)，操作簡便，自動(dòng)化程度高的磁性探頭搜尋式細(xì)胞分選裝置(又稱CI細(xì)胞搜尋儀)。
[0010]本發(fā)明技術(shù)方 案是:磁性探頭搜尋式細(xì)胞分選裝置由龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置
(1)、機(jī)械手?jǐn)?shù)字控制器(2)、機(jī)座(3)、機(jī)體(4)、磁性探頭(5)、探頭卡具(51)、測(cè)試臺(tái)(6)、測(cè)試盒(7)和釋放磁體(8)構(gòu)成，
所述的磁性探頭(5)連接在探頭卡具(51)上，探頭卡具(51)置于龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置(1)上，機(jī)械手?jǐn)?shù)字控制器(2 )連接龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置(1)，龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置(1)置于測(cè)試盒(7)上方，測(cè)試盒(7)置于測(cè)試臺(tái)(6)的臺(tái)面上，測(cè)試臺(tái)(6)置于機(jī)體(4)上，機(jī)體(4)置于機(jī)座(3)上方，釋放磁體(8)置于機(jī)體(4)內(nèi)且位于測(cè)試盒(7)的下方；
其中:測(cè)試盒(7)中裝有樣品液，磁性探頭(5)安設(shè)在探頭卡具(51)上，探頭卡具
(51)能在龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置(1)內(nèi)的移動(dòng)，磁性探頭(5 )在測(cè)試盒(7 )里完成對(duì)靶細(xì)胞(10)的吸捕后，由釋放磁體(8)對(duì)靶細(xì)胞(10)的吸取作用，完成對(duì)磁性探頭(5)上的靶細(xì)胞(10)的回收收集。
[0011]所述的龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置(1)包括:X軸伺服電機(jī)(11)連接X軸橫梁導(dǎo)軌(12 )，Y軸伺服電機(jī)(13 )連接Y軸龍門式雙導(dǎo)軌(14 )，Z軸伺服電機(jī)(15 )連接Z軸滑塊
(16)，
其中:磁性探頭(5)連接Z軸滑塊(16)，Z軸滑塊(16)固定在探頭卡具(51)上，Z軸伺服電機(jī)(15)控制磁性探頭(5)在Z軸滑塊(16)上延Z軸上下滑動(dòng)；
所述探頭卡具(51)安置在X軸橫梁導(dǎo)軌(12)上，在X軸伺服電機(jī)(11)的作用下，探頭卡具(51)在X軸橫梁導(dǎo)軌(12)上水平移動(dòng)；
所述X軸橫梁導(dǎo)軌(12)固定在Y軸龍門式雙導(dǎo)軌(14)上，X軸橫梁導(dǎo)軌(12)在Y軸伺服電機(jī)(13)的作用下在Y軸龍門式雙導(dǎo)軌(14)上水平移動(dòng)；所述的機(jī)械手?jǐn)?shù)字控制器(2)連接X軸伺服電機(jī)(11 )、Y軸伺服電機(jī)(13)和Z軸伺服電機(jī)(15 )，用于控制磁性探頭(5 )在機(jī)體(4 )內(nèi)部的移動(dòng)。
[0012]所述的測(cè)試盒(7)設(shè)有三個(gè)容器，分別為樣品容器(71)、清洗容器(72)和靶細(xì)胞(10)搜集容器(73)，樣品容器(71)中裝有樣品液、清洗容器(72)中裝有清洗液，磁性探頭
(5)伸入樣品容器(71)內(nèi)搜集吸附靶細(xì)胞(10)后收回，再移至伸入到清洗容器(72)內(nèi)清洗去沾染物(101)，最后于靶細(xì)胞(10)搜集容器(73)內(nèi)對(duì)靶細(xì)胞(10)進(jìn)行釋放。
[0013]所述的釋放磁體(8 )置于機(jī)體(4)內(nèi)部，位于靶細(xì)胞(10 )搜集容器(73 )的正下方。
[0014]5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的一種磁性探頭搜尋式細(xì)胞分選裝置，其特征在于所述的磁性探頭(5)端部還包括一個(gè)以可拆卸方式套裝有的隔離外罩(52)，所述隔離外罩(52)的罩口邊緣具有一圈向外延伸的延邊(53)。
[0015]還包括一個(gè)隔離外罩(52)裝卸架，所述的隔離外罩(52)裝卸架置于測(cè)試盒(7)旁或安裝于機(jī)體(4)的邊緣上，隔離外罩(52)裝卸架置包括裝套部件和拆卸部件，裝套部件和拆卸部件都具有一個(gè)容納磁性探頭(5 )的探頭卡槽(91)，探頭卡槽(91)的上端頭處具有一個(gè)間距大于隔離外罩(52)內(nèi)徑、小于隔離外罩(52)的延邊(53)內(nèi)徑的擋板(92),
隔離外罩(52)能放置于裝套部件的卡槽內(nèi)，隔離外罩(52)的延邊(53)卡檔在擋板(92)上；
帶有隔離外罩(52)的磁性探頭伸入拆卸部件的卡槽內(nèi)后，往上移動(dòng)，隔離外罩(52)的延邊(53)受擋板(92)阻擋，完成隔離外罩(52)的拆卸。
[0016]還包括一個(gè)廢棄隔離外罩收集盒(54)，所述的廢棄隔離外罩收集盒(54)置于隔離外罩裝卸架(9)正下方。
[0017]所述的磁性探頭(5)為可更`換式探頭，磁性探頭(5)為永磁探頭或電磁探頭。
[0018]所述的測(cè)試盒(7)三個(gè)容器:樣品容器(71)、清洗容器(72)和靶細(xì)胞(10)搜集容器(73)，至少有兩組并排組成，同時(shí)，磁性探頭(5)的數(shù)量和容器組的數(shù)量相一致。
[0019]所述的樣品液為血液,骨髓,體液或含有活細(xì)胞的液體。
[0020]本發(fā)明基于免疫抗體磁珠細(xì)胞分離原理，采用獨(dú)特設(shè)計(jì)的浮動(dòng)磁性探頭和細(xì)胞收集觀察板，在電腦控制器的操作下高效快速自動(dòng)地完成被免疫磁珠標(biāo)記細(xì)胞的搜尋和捕獲過程，成功實(shí)現(xiàn)具有高靈敏高度和高可靠性的細(xì)胞分離裝置。
[0021]工作原理:采用龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置(1)操縱磁性探頭(5)插入到含有靶細(xì)胞(10)的液體樣品中作搜尋運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)靶細(xì)胞(10)分選。被分選的液體樣品先做免疫磁珠標(biāo)記，然后注入測(cè)試盒(7)的樣品容器(71)內(nèi)，當(dāng)具有強(qiáng)力磁性的探頭靠近被標(biāo)記的靶細(xì)胞(10)時(shí)，靶細(xì)胞(10)會(huì)被吸附到探頭表面，磁性探頭(5)由機(jī)械手?jǐn)?shù)字控制器(2)控制的三座標(biāo)機(jī)械手操縱，按預(yù)設(shè)軌跡移動(dòng)搜尋整個(gè)樣品，搜索完成后，磁性探頭(5)移動(dòng)至清洗容器(72)中清洗掉靶細(xì)胞(10)之外的沾染污，再移動(dòng)至靶細(xì)胞(10)搜集容器(73)中借助反向磁力的釋放磁體(8)將被吸附的靶細(xì)胞(10)從磁性探頭(5)上釋放至靶細(xì)胞(10)搜集容器(73)中。磁性探頭(5)外表套有能夠隔離樣品與探頭本體的非磁性一次性使用隔離外罩(52)以避免磁性探頭(5)和樣品被污染。
[0022]本發(fā)明通過以下步驟實(shí)現(xiàn)自動(dòng)細(xì)胞分選:
一、將已被免疫磁珠標(biāo)記的樣品液體放入測(cè)試盒(7 )中的樣品容器(71)，在清洗容器(72)中放入細(xì)胞清洗液，在搜集容器中放入細(xì)胞保存液，然后將測(cè)試盒(7)放入本發(fā)明裝置的測(cè)試臺(tái)(6)。
[0023]二、磁性探頭(5)在龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置(1)的操作下移動(dòng)至隔離外罩(52)裝卸架，從裝套部件上方對(duì)準(zhǔn)處于探頭卡槽(91)里的隔離外罩(52)后下降，伸入進(jìn)隔離外罩(52)內(nèi)，套裝后伸回，完成自動(dòng)裝套隔離外罩(52)。
[0024]三、磁性探頭(5)在龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置(1)的操作下插入樣品容器(71)內(nèi)，并按沿圓弧、螺旋和直線軌跡以設(shè)定的XX速度樣品容器(71)內(nèi)的搜尋靶細(xì)胞(10)。
[0025]四、搜尋完成后，在龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置(1)的操作下，磁性探頭(5 )插入清洗容器(72)，沿預(yù)設(shè)軌跡和速度作清洗運(yùn)動(dòng)，以去除附著在隔離外罩(52)外表面的靶細(xì)胞
(10)之外的其他沾染物(101)。 [0026]五、清洗完成后，在龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置(1)的操作下，隔離外罩(52)與磁性探頭(5)作適當(dāng)部分分離操作，增加磁性探頭(5)到隔離外罩(52)表面靶細(xì)胞(10)的間距，以降低磁性探頭(5)對(duì)靶細(xì)胞(10)的吸力；再將磁性探頭(5)插入靶細(xì)胞(10)搜集容器(73 )內(nèi)沿預(yù)設(shè)軌跡和速度運(yùn)動(dòng)，通過安裝在靶細(xì)胞(10 )搜集容器(73 )下方的釋放磁體
(8)作用將附著在隔離外罩(52)外表面的靶細(xì)胞(10)吸附釋放入搜集容器。
[0027]六、釋放完成后，在龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置(1)的操作下，磁性探頭(5)進(jìn)入隔離外罩(52)裝卸架中的拆卸部件處，帶有隔離外罩(52)的磁性探頭(5)伸入拆卸部件的卡槽內(nèi)后，往上移動(dòng)，隔離外罩(52)的延邊(53)受擋板(92)阻擋，完成隔離外罩(52)的拆卸，隔離外罩(52)與磁性探頭(5)完全分選。
[0028]以上步驟實(shí)現(xiàn)靶細(xì)胞(10)的分選過程。實(shí)測(cè)表明，本發(fā)明能夠獲得極高的細(xì)胞分選純凈度，而且具有極高的細(xì)胞分辨率，可以從數(shù)十億細(xì)胞中快速分選出唯一的一個(gè)靶細(xì)胞(10)。因此本發(fā)明具有極大的應(yīng)用價(jià)值。
[0029]本發(fā)明裝置取得了現(xiàn)有細(xì)胞分離技術(shù)設(shè)備不具備的多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，包括操作簡便，分離快速，使用成本低廉等。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1:磁性探頭搜尋式細(xì)胞分選裝置示意圖。
[0031]圖2:測(cè)試盒結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖3:磁性探頭結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖4及隔離外罩安裝示意圖。
[0034]圖5:裝載隔離外罩示意圖。
[0035]圖6:分離隔離外罩示意圖。
[0036]圖7:樣品容器中捕獲祀細(xì)胞不意圖。
[0037]圖8:清洗容器中清洗靶細(xì)胞示意圖。
[0038]圖9:靶細(xì)胞搜集容器中釋放靶細(xì)胞示意圖。
[0039]圖10:靶細(xì)胞捕獲率統(tǒng)計(jì)結(jié)果圖。
[0040]圖11:被捕獲靶細(xì)胞顯微照片。
[0041]圖12:磁性探頭搜尋式細(xì)胞分選實(shí)施裝置結(jié)構(gòu)正視圖。
[0042]圖13:磁性探頭搜尋式細(xì)胞分選實(shí)施裝置結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。
[0043]其中:1—龍門式XYZ二軸機(jī)械手裝置，11一X軸伺服電機(jī)，12—X軸橫梁導(dǎo)軌，13—Y軸伺服電機(jī)，14一Υ軸龍門式雙導(dǎo)軌，15一Ζ軸伺服電機(jī),16一Ζ軸滑塊，
2—機(jī)械手?jǐn)?shù)字控制器，3—機(jī)座，4一機(jī)體，
5一磁性探頭，51一探頭卡具，52一隔尚外罩,53一延邊,54一廢棄隔尚外罩收集盒，
6—測(cè)試臺(tái)，
7—測(cè)試盒，71—樣品容器，72—清洗容器，73—靶細(xì)胞搜集容器，
8—釋放磁體，
9 一隔離外罩裝卸架，91 一探頭卡槽，92—擋板，
10—祀細(xì)胞，101—沾染物。
【具體實(shí)施方式】
[0044]本發(fā)明分選裝置見圖1、圖11和圖12。包括由龍門式ΧΥΖ三軸機(jī)械手裝置1、機(jī)械手?jǐn)?shù)字控制器2、機(jī)座3、機(jī)體4、磁性探頭5、探頭卡具51、測(cè)試臺(tái)6、測(cè)試盒7和釋放磁體8構(gòu)成，
磁性探頭5連接在探頭卡具51上，探頭卡具51置于龍門式ΧΥΖ三軸機(jī)械手裝置1上，機(jī)械手?jǐn)?shù)字控制器2連接龍門式ΧΥΖ三軸機(jī)械手裝置1，龍門式ΧΥΖ三軸機(jī)械手裝置1置于測(cè)試盒7上方，測(cè)試盒7置于測(cè)試 臺(tái)6的臺(tái)面上，測(cè)試臺(tái)6置于機(jī)體4上，機(jī)體4置于機(jī)座3上方，釋放磁體8置于機(jī)體4內(nèi)且位于測(cè)試盒7的下方；
X軸伺服電機(jī)11連接X軸橫梁導(dǎo)軌12，Υ軸伺服電機(jī)13連接Υ軸龍門式雙導(dǎo)軌14，Ζ軸伺服電機(jī)15連接Ζ軸滑塊16，
其中:磁性探頭5連接Ζ軸滑塊16，Ζ軸滑塊16固定在探頭卡具51上，Ζ軸伺服電機(jī)15控制磁性探頭5在Ζ軸滑塊16上延Ζ軸上下滑動(dòng)；
所述探頭卡具51安置在X軸橫梁導(dǎo)軌12上，在X軸伺服電機(jī)11的作用下，探頭卡具51在X軸橫梁導(dǎo)軌12上水平移動(dòng)；
所述X軸橫梁導(dǎo)軌12固定在Υ軸龍門式雙導(dǎo)軌14上，X軸橫梁導(dǎo)軌12在Υ軸伺服電機(jī)13的作用下在Υ軸龍門式雙導(dǎo)軌14上水平移動(dòng)；
所述的機(jī)械手?jǐn)?shù)字控制器2連接X軸伺服電機(jī)11、Υ軸伺服電機(jī)13和Ζ軸伺服電機(jī)15，用于控制磁性探頭5在機(jī)體4內(nèi)部的移動(dòng)。
[0045]測(cè)試盒7設(shè)有兩組三個(gè)容器，分別為兩個(gè)樣品容器71、兩個(gè)清洗容器72和靶細(xì)胞10搜集容器73，兩個(gè)樣品容器71中裝有樣品液、清洗容器72中裝有清洗液，滑塊上裝有探頭卡具51，安裝兩支磁性探頭5。具體實(shí)施操作步驟如下:1、操作人員將放有經(jīng)過磁珠培育的2~10毫升待測(cè)人體外周血細(xì)胞樣品液，細(xì)胞清洗液和細(xì)胞培養(yǎng)液的測(cè)試盒7放置于測(cè)試臺(tái)6固定位置后，通過控制電腦命令機(jī)械手?jǐn)?shù)字控制器2開始自動(dòng)靶細(xì)胞10分選過程。
[0046]自動(dòng)分選過程由裝載隔離外罩52開始，機(jī)械手將磁性探頭5移動(dòng)到安放在隔離外罩裝卸架9的潔凈隔離外罩52正上方,準(zhǔn)確將磁性探頭5插入隔離外罩52,隔離外罩52內(nèi)孔與磁性探頭5緊密套合，磁性探頭5向上移動(dòng)將隔離外罩52 —并拔離隔離外罩裝卸架9，隔離外罩52裝載步驟完畢。見圖5。
[0047]機(jī)械手將裝有隔離外罩52的磁性探頭5移動(dòng)到樣品容器71上方，緩慢插入裝有樣品溶液的樣品容器71中，然后以2毫米/秒沿水平方向移動(dòng)磁性探頭5，磁性探頭5移動(dòng)軌跡覆蓋整個(gè)樣品容器71表面積。磁性探頭5移動(dòng)速度可通過修改機(jī)械手?jǐn)?shù)字控制器2參數(shù)改變。在緩慢移動(dòng)過程中，磁性探頭5端部的強(qiáng)力磁場(chǎng)將附近的靶細(xì)胞10吸附到隔離外罩52表面。待搜尋完畢，磁性探頭5緩慢向上移動(dòng)離開樣品溶液。此時(shí)隔離外罩52表面有被捕獲的靶細(xì)胞10及少量沾染物101。見圖6。
[0048]為了提高分選細(xì)胞的純度，接下來需要進(jìn)行清洗步驟:機(jī)械手將探頭移動(dòng)到清洗容器72上方，緩慢插入清洗溶液，然后以1-10毫米/秒的速度沿水平方向作清洗運(yùn)動(dòng)。磁性探頭5移動(dòng)速度要比捕獲步驟略快，以達(dá)到清洗非靶細(xì)胞10的沾染物101的效果。清洗移動(dòng)速度也可通過修改機(jī)械手?jǐn)?shù)字控制器2參數(shù)改變。在移動(dòng)過程中，磁性探頭5端部的強(qiáng)力磁場(chǎng)將靶細(xì)胞10牢牢吸附，沒有被磁珠標(biāo)記的沾染物101受到清洗液的沖刷脫離隔離外罩52表面。清洗過程兩分鐘后結(jié)束，磁性探頭5再次緩慢向上移動(dòng)離開清洗溶液。此時(shí)隔離外罩52表面的少量沾染物101已經(jīng)被去除。見圖7。
[0049]接下來就可以釋放被捕獲的靶細(xì)胞10到靶細(xì)胞10搜集容器73。為了能夠?qū)⑽皆诟綦x外罩52表面的靶細(xì)胞10釋放，本裝置中機(jī)械手要將磁性探頭5移動(dòng)到隔離外罩52裝卸架上一個(gè)探頭卡槽91中將隔離外罩52作部分分離，以降低探頭對(duì)靶細(xì)胞10的磁性吸引力。然后，機(jī)械手將磁性探頭5移動(dòng)到靶細(xì)胞10搜集容器73上方，插入靶細(xì)胞10搜集容器73中的細(xì)胞培養(yǎng)液里。在靶細(xì)胞10收集容器的正下方，安裝有強(qiáng)力磁體釋放磁體8，釋放磁體8對(duì)吸附在隔離外罩52表面的靶細(xì)胞10有更強(qiáng)的吸引力。靶細(xì)胞10在釋放磁體8的磁力的作用下，脫離隔離外罩52，沉入搜集容器底部。釋放過程一分鐘后結(jié)束，磁性探頭5向上移動(dòng)離開收集容器，見圖8。
[0050]為避免樣品交叉污染，隔離外罩52只做一次性使用，將一個(gè)樣品中的靶細(xì)胞10釋放完畢后，本裝置中機(jī)械手要將磁性探頭5移動(dòng)到隔離外罩52裝卸架上的拆卸部件上的探頭卡槽91內(nèi)對(duì)隔離外罩52作完全分離，帶有隔離外罩52的磁性探頭5伸入拆卸部件的卡槽內(nèi)后，往上移動(dòng)，隔離外罩52的延邊53受擋板92阻擋，完成隔離外罩52的拆卸。分離后的隔離外罩52落入隔離外罩52搜集盒中等待定期清除。見圖5。
[0051]機(jī)械手操作探頭完成以上步驟后自動(dòng)復(fù)位，并以音響提示操作者細(xì)胞分選過程完成，可以取出測(cè)試盒7對(duì)靶細(xì)胞10作進(jìn)一步的分析處理。
[0052]通過在本裝置上對(duì)含有人體循環(huán)腫瘤細(xì)胞CTC的原血所做的實(shí)際測(cè)試表明，本發(fā)明方法能夠達(dá)到90%以上的捕獲率，見圖9。整個(gè)分選操作所需時(shí)間小于30分鐘。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)還表明，該發(fā)明裝置具有在含有數(shù)十億混雜細(xì)胞的原血中捕獲唯一一個(gè)循環(huán)腫瘤細(xì)胞的靈敏度，而且不受大顆粒等雜質(zhì)的干擾。被捕獲細(xì)胞活性良好，仍然具有分裂增生能力，見圖10。
[0053]本裝置與【背景技術(shù)】所述現(xiàn)有細(xì)胞分選方法對(duì)比，具有靶細(xì)胞10捕獲率高，對(duì)樣品適應(yīng)能力強(qiáng)，操作簡便，自動(dòng)化程度高的顯著優(yōu)點(diǎn)，對(duì)癌癥診斷，藥物試驗(yàn)和生物細(xì)胞相關(guān)研究有明顯實(shí)用價(jià)值。
【權(quán)利要求】
1.一種磁性探頭搜尋式細(xì)胞分選裝置，其特征在于由龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置(1 )、機(jī)械手?jǐn)?shù)字控制器(2)、機(jī)座(3)、機(jī)體(4)、磁性探頭(5)、探頭卡具(51)、測(cè)試臺(tái)(6)、測(cè)試盒(7)和釋放磁體(8)構(gòu)成，所述的磁性探頭(5)連接在探頭卡具(51)上，探頭卡具(51)置于龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置(1)上，機(jī)械手?jǐn)?shù)字控制器(2 )連接龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置(1)，龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置(1)置于測(cè)試盒(7)上方，測(cè)試盒(7)置于測(cè)試臺(tái)(6)的臺(tái)面上，測(cè)試臺(tái)(6)置于機(jī)體(4)上，機(jī)體(4)置于機(jī)座(3 )上方，釋放磁體(8 )置于機(jī)體(4)內(nèi)且位于測(cè)試盒(7 )的下方；其中:測(cè)試盒(7)中裝有樣品液，磁性探頭(5)安設(shè)在探頭卡具(51)上，探頭卡具(51)能在龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置(1)內(nèi)的移動(dòng)，磁性探頭(5 )在測(cè)試盒(7 )里完成對(duì)靶細(xì)胞(10)的吸捕后，由釋放磁體(8)對(duì)靶細(xì)胞(10)的吸取作用，完成對(duì)磁性探頭(5)上的靶細(xì)胞(10)的回收收集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性探頭搜尋式細(xì)胞分選裝置，其特征在于所述的龍門式XYZ三軸機(jī)械手裝置(1)包括:X軸伺服電機(jī)(11)連接X軸橫梁導(dǎo)軌(12)，Y軸伺服電機(jī)(13)連接Υ軸龍門式雙導(dǎo)軌(14)，Ζ軸伺服電機(jī)(15)連接Ζ軸滑塊(16)，其中:磁性探頭(5)連接Ζ軸滑塊(16)，Ζ軸滑塊(16)固定在探頭卡具(51)上，Ζ軸伺服電機(jī)(15)控制磁性探頭(5)在Ζ軸滑塊(16)上延Ζ軸上下滑動(dòng)； 所述探頭卡具(51)安置在X軸橫梁導(dǎo)軌(12)上，在X軸伺服電機(jī)(11)的作用下，探頭卡具(51)在X軸橫梁導(dǎo)軌(12)上水平移動(dòng)；所述X軸橫梁導(dǎo)軌(12)固定在Υ軸龍門式雙導(dǎo)軌(14)上，X軸橫梁導(dǎo)軌(12)在Υ軸伺服電機(jī)(13)的作用下在Υ軸龍門式雙導(dǎo)軌(14)上水平移動(dòng)；所述的機(jī)械手?jǐn)?shù)字控制器(2)連接X軸伺服電機(jī)(11)、Υ軸伺服電機(jī)(13)和Ζ軸伺服電機(jī)(15 )，用于控制磁性探頭(5 )在機(jī)體(4 )內(nèi)部的移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性探頭搜尋式細(xì)胞分選裝置，其特征在于所述的測(cè)試盒(7)設(shè)有三個(gè)容器，分別為樣品容器(71)、清洗容器(72)和靶細(xì)胞(10)搜集容器(73)，樣品容器(71)中裝有樣品液、清洗容器(72)中裝有清洗液，磁性探頭(5)伸入樣品容器(71)內(nèi)搜集吸附靶細(xì)胞(10)后收回，再移至伸入到清洗容器(72)內(nèi)清洗去沾染物(101)，最后于靶細(xì)胞(10 )搜集容器(73 )內(nèi)對(duì)靶細(xì)胞(10 )進(jìn)行釋放。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磁性探頭搜尋式細(xì)胞分選裝置，其特征在于所述的釋放磁體(8)置于機(jī)體(4)內(nèi)部，位于靶細(xì)胞(10)搜集容器(73)的正下方。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的一種磁性探頭搜尋式細(xì)胞分選裝置，其特征在于所述的磁性探頭(5)端部還包括一個(gè)以可拆卸方式套裝有的隔離外罩(52)，所述隔離外罩(52)的罩口邊緣具有一圈向外延伸的延邊(53)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種磁性探頭搜尋式細(xì)胞分選裝置，其特征在于還包括一個(gè)隔離外罩(52)裝卸架，所述的隔離外罩(52)裝卸架置于測(cè)試盒(7)旁或安裝于機(jī)體(4)的邊緣上，隔離外罩(52)裝卸架置包括裝套部件和拆卸部件，裝套部件和拆卸部件都具有一個(gè)容納磁性探頭(5)的探頭卡槽(91)，探頭卡槽(91)的上端頭處具有一個(gè)間距大于隔離外罩(52)內(nèi)徑、小于隔離外罩(52)的延邊(53)內(nèi)徑的擋板(92),隔離外罩(52)能放置于裝套部件的卡槽內(nèi)，隔離外罩(52)的延邊(53)卡檔在擋板(92)上；帶有隔離外罩(52)的磁性探頭伸入拆卸部件的卡槽內(nèi)后，往上移動(dòng)，隔離外罩(52)的延邊(53)受擋板(92)阻擋，完成隔離外罩(52)的拆卸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種磁性探頭搜尋式細(xì)胞分選裝置，其特征在于還包括一個(gè)廢棄隔離外罩收集盒(54)，所述的廢棄隔離外罩收集盒(54)置于隔離外罩裝卸架(9)正下方。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性探頭搜尋式細(xì)胞分選裝置，其特征在于所述的磁性探頭(5)為可更換式探頭，磁性探頭(5)為永磁探頭或電磁探頭。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種磁性探頭搜尋式細(xì)胞分選裝置，其特征在于所述的測(cè)試盒(7)三個(gè)容器:樣品容器(71)、清洗容器(72)和靶細(xì)胞(10)搜集容器(73)，至少有兩組并排組成，同時(shí)，磁性探頭(5)的數(shù)量和容器組的數(shù)量相一致。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種磁性探頭搜尋式細(xì)胞分選裝置，其特征在于所述的樣品液為血液，骨 髓，體液或含有活細(xì)胞的液體。
【文檔編號(hào)】C12M1/36GK103642684SQ201310688961
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】黎子民, 張 杰, 田放, 張麗 申請(qǐng)人:云南匯博科技有限公司