CN101173209A - 膜式液基细胞收集系统及其方法 - Google Patents

Abstract

膜式液基细胞收集系统及其方法，涉及细胞涂片制造设备的细胞收集装置及收集方法。现有技术存在细胞收集数量不均、细胞不完整、观察不便的缺陷。本发明包括过滤装置、给过滤装置提供压力的压力供给装置和控制器，所述的过滤装置中设有过滤器，所述的过滤器为一密闭容器，其上开有吸液口和通气孔，吸液口处覆盖有过滤膜，通气孔处则设有气管将过滤器与压力供给装置相连接，过滤器上还设有用于监测过滤器压力的过滤器压力传感器，所述的过滤器压力传感器和压力供给装置都与控制器相连。实现了细胞收集的数量基本恒定，保证了细胞完整，去除了杂质，防止了细胞堆积，使用方便，便于观察、诊断。

Description

膜式液基细胞收集系统及其方法

【技术领域】

本发明涉及细胞涂片制造设备的细胞收集装置及方法，特别是一种膜式液基细胞制片机的细胞收集系统及方法。

【背景技术】

传统的细胞收集方法是通过棉签、宫颈刷或刮板采集细胞样本，然后将采集的细胞涂在玻璃载片上，再将玻璃载片放入固定溶液中，固定细胞。

采用这种收集方式，大部分细胞(80％以上)仍留在棉签或宫颈刷或刮板上，被扔掉了，被转移到载玻片上的细胞很少，且因为采用手工方式，每一次细胞收集数量不均，缺少代表性；收集时无法清除杂质、炎细胞和血液，它们与细胞重叠，细胞自身也会堆积、重叠，阻碍观察。此外，细胞收集过程中，棉签、宫颈刷或刮板会损伤细胞的结构及使细胞变形，影响观察和诊断。

【发明内容】

为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供一种膜式液基细胞收集系统，以达到收集可靠、稳定、保持细胞稳定性、便于观察诊断的目的。

为此，本发明采用以下技术方案：膜式液基细胞收集系统，其特征在于：膜式液基细胞收集系统，其特征在于：它包括过滤装置、给过滤装置提供压力的压力供给装置和控制器，所述的过滤装置中设有过滤器，所述的过滤器为一密闭容器，其上开有吸液口和通气孔，吸液口处覆盖有过滤膜，通气孔处则设有气管将过滤器与压力供给装置相连接，过滤器上还设有用于监测过滤器压力的过滤器压力传感器，所述的过滤器压力传感器和压力供给装置都与控制器相连。使用时，将细胞溶液注入收集箱内，控制器控制压力供给装置工作在过滤器内产生负压，使细胞溶液向过滤器内流动，使溶液内的细胞吸附在过滤膜上，一定时间后，控制压力供给装置工作在过滤器内产生微正压，过滤器内的溶液部分通过滤膜回流，清除没有吸附细胞的滤膜孔四周的杂质或粘液，由此完成一次吮吸。这种收集方式，较现有的手工收集更为稳定方便，在保证压力恒定的前提下，能实现每次细胞收集的数量基本恒定，且去除了杂质，细胞也不会堆积，便于观察、诊断。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采用以下技术措施：

根据权利要求1所述的膜式液基细胞收集系统，其特征在于：所述的过滤器为一密闭容器，其上开有吸液口和通气孔，吸液口处覆盖有过滤膜，通气孔处则设有气管将过滤器与压力供给装置相连接。

所述的压力供给装置包括压力开关阀、与压力开关阀相连接的压力复位阀、通过正压选择阀与压力开关阀相连接的正压力箱和通过负压选择阀与压力开关阀相连接的负压力箱，所述压力复位阀的另一端与外界大气相连通。正压力箱和负压力箱配合为过滤器提供所需要的、稳定的压力，完成一次吮吸后，打开压力复位阀，使过滤器内的压力复位到大气压。

所述的正压力箱通过正压调节阀与主真空泵相连，所述的负压力箱通过负压调节阀与主真空泵相连，所述的正压调节阀与负压调节阀皆为三通阀，其第三端与大气相连通。主真空泵与正压调节阀、负压调节阀配合在收集前调节正、负压力箱的压力。

所述的主真空泵两端并联有流量调节阀，用以调节真空泵的吸入和输入气量，使压力控制更精确。

所述的压力开关阀与过滤器之间设有过滤器压力传感器，正压力箱和负压力箱则分别连接有正压传感器和负压传感器，所述的过滤器压力传感器、正压传感器和负压传感器与控制器电连接，所述的压力开关阀、压力复位阀、流量调节阀、正压选择阀、负压选择阀、正压调节阀、负压调节阀皆为电磁阀，它们也与控制器电相连。控制器自动检测相关处的压力，并按照预设自动控制电磁阀来调节压力大小，使用方便。

所述的过滤器通过废液排放阀与废液瓶相连，所述的废液瓶通过废液压力阀与副真空泵相连，废液瓶连接有废液瓶压力传感器，该废液瓶压力传感器与控制器电连接，所述的废液排放阀和废液压力阀也都为电磁阀，它们也与控制器电相连。收集结束后，过滤器内的废液可通过废液排放阀排放至废液瓶。

与上述的膜式液基细胞收集系统相配合，本发明采用以下采集方法，它包括以下步骤：

(1)控制器控制压力供给装置在过滤器内产生负压，使溶液通过过滤膜吸入过滤器内，而细胞则在吸附在过滤膜的外表面上。

(2)控制器控制压力供给装置在过滤器内产生正压，使溶液慢慢地回出过滤器。

所述的过滤器内的压力呈脉冲式变化，脉冲式的负压的绝对值比正压的绝对值大2-3倍。

收集前先在控制器设定一个恒定的比较压力Pe，过滤器4内的压力到达比较压力Pe所需时间为tn，控制器通过函数Pe＝((Q-q)/Q)*loga(tn)*(Ph-Pa)来控制压力供给装置，其中Q为过滤膜孔径总数，q为已被细胞覆盖的孔径数，a为孔径常数，Pe即为比较压力，Ph为脉冲正压力，Pa为脉冲负压力。算法精确，使每一次细胞的收集量达到99％以上。

本发明的有益效果是：实现了细胞收集的数量基本恒定，保证了细胞完整，去除了杂质，防止了细胞堆积，使用方便，便于观察、诊断。

【附图说明】

图1为本发明采集系统的结构原理示意图。

图2为本发明采集系统的结构示意图。

图3为本发明的脉冲压力原理图。

图4为本发明的废液排空装置原理图

【具体实施方式】

如图1、2所示的膜式液基细胞收集系统，包括过滤装置32、给过滤装置提供压力的压力供给装置33和控制器15。过滤装置32包括收集箱1和过滤器3，过滤器3上开有吸液口和通气孔，吸液口处覆盖有过滤膜4，通气孔处则设有气管24将过滤器与压力供给装置33相连接。过滤器3上还设有过滤器压力传感器23，压力传感器23与控制器15相连。

压力供给装置33包括负压力箱6、正压力箱14、主真空泵9、负压调节阀7，负压选择阀8，流量调节阀10，压力复位阀11，正压选择阀12，正压调节阀13，压力开关阀22、过滤器压力传感器23，负压传感器5和正压传感器16。上述传感器和阀门都与控制器15相连。

在收集细胞前，主真空泵9运转，打开负压调节阀7和正压调节阀13，关闭负压选择阀8、流量调节阀10和正压选择阀12，使负压力箱6内的压力控制在-2kPa，同时将正压力箱14内的压力控制在+4kPa，正压力箱14和负压力箱6的溶积在1000ml左右。当负压力箱6内的压力达到设定值后，正压力箱14内的压力可能还没达到设定值，为解决这一矛盾，选用的负压调节阀7和正压调节阀13是一个三通电磁阀，第一端连接着压力箱，第二端连接着真空泵，第三端与大气相连，此时控制器15使负压调节阀7的连接压力箱端关闭，连接大气端开启，这样既保证了负压力箱6内压力恒定，又可以继续使正压力箱14的压力达到设定值为止。同样如果正压力箱14内的压力先到达设定值，控制器通过控制正压调节阀13继续使负压力箱6达到设定值。流量调节阀10与主真空泵9并联，当负压力箱6或正压力箱14接近设定值前，控制器15可开启流量调节阀10减小主真空泵9的吸入和输入气量，使负压力箱6或正压力箱14内的压力控制更精确。

负压选择阀8控制负压力输出给滤膜过滤器3，正压选择阀12控制正压力输出给滤膜过滤器3，压力复位阀11使滤膜过滤器3内的压力复位到大气压力，压力开关阀22用于切断细胞收集回路的压力，便于细胞收集后滤膜过滤器3转入废液回收回路(见图4)。开始收集细胞时，关闭废液排放阀19，打开压力开关阀22，控制器15根据脉冲压力曲线30(见图3)开启负压选择阀8或正压选择阀12，初始设定Pa为-1kPa，Ph为+200Pa，打开负压选择阀8使过滤器3内压力达到-1kPa，关闭负压选择阀8，此时过滤器压力传感器23监测过滤器3内压力，由于过滤器3产生负压，溶液2通过过滤膜4向滤膜过滤器3内流入，使溶液2内的细胞吸附在过滤膜4上，设定一定时间后，接着开启正压选择阀12使过滤器3产生微弱正压，过滤器3内的溶液部分通过过滤膜4回流，清除没有吸附细胞的滤膜孔四周的杂质或粘液，设定一定时间后，打开压力复位阀11，使过滤器3的压力复位到大气压，这样第1个脉冲吮吸完成，同样可继续第2个、第3个……直到第n个脉冲吮吸。

实际使用中，由于细胞逐步吸附在过滤膜4的膜孔上，逐步阻塞了过滤膜4的膜孔，使过滤膜4的流通液体的面积越来越少，使滤膜过滤器4内的压力变化越来越慢，实际的压力变化曲线31形象地表达此过程，由此可以判定，压力变化的快慢可以转换成吸附细胞数量的多少，具体方法如下：设定一个恒定的比较压力Pe，控制器15自动记录每一脉冲周期滤膜过滤器4内的压力到达比较压力Pe所需时间t1，t2......tn，tn可以根据实验来确定，这样每次细胞收集就有一个准确的细胞数量值参数，控制器15根据tn来判断是否结束细胞收集，实现细胞收集的定量化。

在控制器15的实际操作中，为实现tn的计算，比较压力Pe与时间tn可以由以下函数Y来实现，函数Y的表达式为：Pe＝((Q-q)/Q)*loga(tn)*(Ph-Pa)，其中Q为过滤膜孔径总数，q为已被细胞覆盖的孔径数，a为孔径常数，Pe即为比较压力，Ph为脉冲正压力，Pa为脉冲负压力。设定比较压力Pe，通过第一个脉冲压力，控制器15检测并记录时间t1，根据函数Y可以推算出q1/Q1＝i1，当第二脉冲压力后，同样根据函数Y可以推算出q2/Q2＝i2，当第n脉冲压力后，同样根据函数Y可以推算出qn/Qn＝in，当in≥99％时，细胞收集完成，控制器停止细胞收集动作。

本发明的细胞收集系统还包括了废液排空装置(图4)，废液排空装置由副真空泵21、废液压力阀20、废液排放阀19、废液瓶17、废液瓶压力传感器18、排液管32组成。关闭废液排放阀19，打开废液压力阀20，启动副真空泵21，使废液瓶17的压力保持在-5kPa，废液瓶的容积为2000ml左右，当需排空过滤器3内的溶液时，关闭压力开关阀22，打开废液排放阀19，由于废液瓶17内的负压，使过滤器3内的溶液快速吸入废液瓶17内，排空了过滤器3内的溶液，便于下一次的细胞收集。

Claims (9)

1.膜式液基细胞收集系统，其特征在于：它包括过滤装置、给过滤装置提供压力的压力供给装置和控制器，所述的过滤装置中设有过滤器，所述的过滤器为一密闭容器，其上开有吸液口和通气孔，吸液口处覆盖有过滤膜，通气孔处则设有气管将过滤器与压力供给装置相连接，过滤器上还设有用于监测过滤器压力的过滤器压力传感器，所述的过滤器压力传感器和压力供给装置都与控制器相连。

2.根据权利要求1所述的膜式液基细胞收集系统，其特征在于：所述的压力供给装置包括压力开关阀、与压力开关阀相连接的压力复位阀、通过正压选择阀与压力开关阀相连接的正压力箱和通过负压选择阀与压力开关阀相连接的负压力箱，所述压力复位阀的另一端与外界大气相连通。

3.根据权利要求2所述的膜式液基细胞收集系统，其特征在于：所述的压力供给装置的正压力箱通过正压调节阀与主真空泵相连，所述的负压力箱通过负压调节阀与主真空泵相连，所述的正压调节阀与负压调节阀皆为三通阀，其第三端与大气相连通。

4.根据权利要求3所述的膜式液基细胞收集系统，其特征在于：所述的主真空泵两端并联有流量调节阀。

5.根据权利要求4所述的膜式液基细胞收集系统，其特征在于：所述的压力开关阀与过滤器之间设有过滤器压力传感器，正压力箱和负压力箱则分别连接有正压传感器和负压传感器，所述的过滤器压力传感器、正压传感器和负压传感器与控制器电连接，所述的压力开关阀、压力复位阀、流量调节阀、正压选择阀、负压选择阀、正压调节阀、负压调节阀皆为电磁阀，它们也与控制器电连接。

6.根据权利要求5所述的膜式液基细胞收集系统，其特征在于：所述的过滤器通过废液排放阀与废液瓶相连，所述的废液瓶通过废液压力阀与副真空泵相连，废液瓶连接有废液瓶压力传感器，该废液瓶压力传感器与控制器电连接，所述的废液排放阀和废液压力阀也都为电磁阀，它们也与控制器电相连。

7.根据权利要求1所述膜式液基细胞收集系统的膜式液基细胞收集方法，其特征在于它包括以下步骤：

(1)控制器控制压力供给装置在过滤器内产生负压，使溶液通过过滤膜吸入过滤器内，而细胞则在吸附在过滤膜的外表面上。

(2)控制器控制压力供给装置在过滤器内产生正压，使溶液慢慢地回出过滤器。

8.根据权利要求7所述的膜式液基细胞收集方法，其特征在于：所述的过滤器内的压力呈脉冲式变化，脉冲式的负压的绝对值比正压的绝对值大2-3倍。

9.根据权利要求8膜式液基细胞收集方法，其特征在于：收集前先在控制器设定一个恒定的比较压力Pe，过滤器4内的压力到达比较压力Pe所需时间为tn，控制器通过函数Pe＝((Q-q)/Q)*loga(tn)*(Ph-Pa)来控制压力供给装置，其中Q为过滤膜孔径总数，q为已被细胞覆盖的孔径数，a为孔径常数，Pe即为比较压力，Ph为脉冲正压力，Pa为脉冲负压力。

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