CN104560636A - 一种细胞预处理装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物设备制造工程领域，公开了一种细胞预处理装置和方法，该装置包括待处理细胞样品存储区、缓冲液存储区一、裂解液存储区、液体输送部件一、液体输送部件二、液体输送部件三、细胞样品处理池、微滤池、液体输送部件四、膜分离池、小分子收集区。本发明细胞预处理装置和方法解决了空间微重力环境下细胞样品处理的难题，可同时应用于地面和空间环境，实现了细胞样品的自动化预处理过程，获得了较高的细胞裂解效率和大分子回收率。

Description

一种细胞预处理装置和方法

技术领域

本发明涉及生物设备制造工程领域，具体地说，涉及一种细胞预处理装置和方法。

背景技术

在当前的生物科学研究领域，利用空间微重力环境进行细胞培养、生物样品分离纯化、各种生物样品的分析检测等方面的研究，不但具有重大科研价值，而且具有广泛的商用前景。

在空间环境下，对细胞处理过程所采用的离心、萃取、沉淀等操作受到微重力影响而不能正常进行。因此需要设计新的方式来对细胞等生物样品做处理，以分离提取目的产物。由于空间微重力环境下的苛刻条件，细胞预处理和生物大分子分离过程十分困难，在现有技术中还缺乏一种在微重力环境下对细胞进行预处理的装置。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明提供了一种细胞预处理装置和方法，结构简单，提高了细胞裂解效率和大分子回收率。

为了实现上述目的，本发明提供了一种细胞预处理装置，处于微重力环境下，包括：

待处理细胞样品存储区、缓冲液存储区一、裂解液存储区、液体输送部件一、液体输送部件二、液体输送部件三、细胞样品处理池、微滤池、液体输送部件四、膜分离池、小分子收集区；

待处理细胞样品存储区、缓冲液存储区一、裂解液存储区分别通过液体输送部件一、液体输送部件二、液体输送部件三连接细胞样品处理池的入口；

细胞样品处理池的出口连接微滤池的入口；

微滤池的出口通过液体输送部件四连接膜分离池的入口；

所述膜分离池的出口还连接小分子收集区的入口。

进一步的，该装置还包括：

缓冲液存储区二、液体输送部件五、大分子收集区；

缓冲液存储区二通过液体输送部件五连接膜分离池的出口，所述膜分离池的入口还连接大分子收集区的入口。

进一步的，所述装置还包括废液存储区、液体输送部件六；

所述细胞样品处理池的出口通过液体输送部件六连接废液存储区。

进一步的，细胞样品处理池的膜材料的孔径为1-10微米，所述微滤池的膜材料的孔径为0.1-0.45微米，所述膜分离池的膜材料的截留分子量MWCO为不小于5KD。

进一步的，液体输送部件七、液体输送部件八；

其中大分子收集区的出口连接液体输送部件七，小分子收集区的出口连接液体输送部件八。

进一步的，所述细胞样品处理池、微滤池和膜分离池包括：

池本体，在所述池本体内部开有腔体，所述腔体分别与所述池本体表面开设的入口和出口连通，所述腔体中设置膜材料，所述膜材料将所述腔体分隔为连通所述入口和所述出口的两部分。

进一步的，所述装置还包括机箱，所述机箱包括箱体底板、竖立隔板和中层隔板，中层隔板水平固定在所述机箱的内壁上，竖立隔板竖直固定在所述机箱的内壁并接触所述箱体底板；

其中，液体输送部件一、液体输送部件二、液体输送部件三、液体输送部件六、液体输送部件四、液体输送部件五、液体输送部件七和液体输送部件八固定在所述箱体底板上；细胞样品处理池、微滤池、膜分离池、待处理细胞样品存储区、缓冲液存储区一、缓冲液存储区二、裂解液存储区、废液存储区、大分子收集区和小分子收集区固定在中层隔板上。

本发明还提供一种细胞预处理方法，用于如前所述任意一种细胞预处理装置中，所述方法包括：

打开液体输送部件一将待处理细胞样品存储区的细胞悬液通过细胞样品处理池进行过滤，使细胞样品截留在所述细胞样品处理池的膜材料表面；

打开液体输送部件二使缓冲液存储区一的缓冲液对细胞样品处理池的膜材料表面的细胞样品进行清洗；

打开液体输送部件三使裂解液存储区的裂解液对所述细胞样品处理池的膜材料表面的细胞样品进行裂解；

改变液体输送部件三的电极，使液体输送部件三按照预定的频率进行正反向切换，使得所述细胞样品处理池的膜材料表面的细胞样品反复振荡过滤；

打开液体输送部件四，将反复振荡过滤后的裂解体系经过微滤池进行过滤，并经过膜分离池对大分子物质进行截留，将透过膜分离池的小分子物质送入小分子收集区。

进一步的，细胞样品处理池的膜材料的孔径为1-5微米，所述微滤池的膜材料的孔径为0.1-0.45微米，所述膜分离池的膜材料的截留分子量MWCO不小于5KD。并且上述所有膜材料可根据不同样品及分离目的进行更换。

进一步的，对细胞样品处理池的膜材料表面的细胞样品的裂解时间为20-40分钟；

液体输送部件的电极每隔3-5分钟切换正反运转方向(即正-反-正)，每次切换运行10-15秒，流速为1-3毫升/分钟。

本发明所述的细胞预处理装置，包括：待处理细胞样品存储区、缓冲液存储区一、裂解液存储区、液体输送部件一、液体输送部件二、液体输送部件三、细胞样品处理池、微滤池、液体输送部件四、膜分离池、大分子收集区、小分子收集区；待处理细胞样品存储区、缓冲液存储区一、裂解液存储区分别通过液体输送部件一、液体输送部件二、液体输送部件三连接细胞样品处理池的入口；细胞样品处理池的出口连接微滤池的入口；微滤池的出口通过液体输送部件四连接膜分离池的入口；所述膜分离池的出口还连接小分子收集区的入口。通过本发明提供的方案，利用液体输送部件在各处理装置内的推动及切换进行细胞样品的清洗、裂解及物质分离等预处理，该装置可以在地面及微重力环境下进行细胞样品的预处理过程，解决了细胞样品在空间环境下的困难，实现了细胞样品的自动化预处理，获得了较高的细胞裂解效率和大分子回收率。

附图说明

图1为本发明所述细胞预处理装置的示意图；

图2为本发明所述胞样品处理池、微滤池、膜分离池的结构示意图；

图3为本发明所述细胞预处理装置的箱体的结构示意图；

图4为本发明所述细胞预处理装置的扩展装置的结构示意图；

图5为本发明中的自由流电泳芯片的结构示意图。

具体实施方式

下面参考附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其他附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件或处理的表示和描述。

本发明实施例提供了一种细胞预处理装置，该装置包括:

待处理细胞样品存储区2、缓冲液存储区一3、裂解液存储区4、液体输送部件一5、液体输送部件二6、液体输送部件三7、细胞样品处理池8、微滤池13、液体输送部件四14、膜分离池15、小分子收集区22。待处理的细胞样品数量约为10⁵-10⁷个。

其中，待处理细胞样品存储区2、缓冲液存储区一3、裂解液存储区4分别通过液体输送部件一5、液体输送部件二6、液体输送部件三7连接细胞样品处理池8的入口。细胞样品处理池8的出口连接微滤池13的入口。微滤池13的出口通过液体输送部件四14连接膜分离池15的入口。所述膜分离池15的出口还连接小分子收集区22的入口。通过该装置，待处理细胞液在细胞样品处理池8中裂解，并经过微滤池13和膜分离池15的过滤，过滤后的产物进入小分子收集区22。液体输送部件一5、液体输送部件二6、液体输送部件三7和液体输送部件四14在该装置中用于使液体向指定方向运动。

进一步的，该装置还包括缓冲液存储区二16、液体输送部件五17、大分子收集区19。缓冲液存储区二16通过液体输送部件五17连接膜分离池15的出口，所述膜分离池15的入口还连接大分子收集区19的入口。通过该装置，被膜分离池15所拦截的大分子物质被输送至大分子收集区19。

进一步的，该装置还包括废液存储区11、液体输送部件六10。所述细胞样品处理池8的出口通过液体输送部件六10连接废液存储区11。

下面结合附图对本发明实施例所提供的细胞预处理装置做详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供了一种细胞预处理装置，该装置包括：

待处理细胞样品存储区2、缓冲液存储区一3、缓冲液存储区二16、裂解液存储区4、液体输送部件一5、液体输送部件二5、液体输送部件三7、液体输送部件四14、液体输送部件五17、开关12、18、25、细胞样品处理池8、微滤池13、膜分离池膜分离池15、大分子收集区19、小分子收集区22。

其中，待处理细胞样品存储区2、缓冲液存储区一3、裂解液存储区4分别通过液体输送部件一5、液体输送部件二5、液体输送部件三7连接细胞样品处理池8的入口。细胞样品处理池8的出口通过开关12连接微滤池13的入口。微滤池13的出口通过液体输送部件四14连接膜分离池15的入口，膜分离池15的入口还通过开关18连接大分子收集区19的入口。缓冲液存储区二16依次通过液体输送部件五17和开关25连接膜分离池15的出口，所述膜分离池15的出口还连接小分子收集区22的入口。

此外，该装置还包括开关9、液体输送部件六10以及废液存储区11，细胞样品处理池8的出口还依次通过开关9和液体输送部件六10连接废液存储区11。

可选的，还包括壳体1。

本发明实施例中，液体输送部件具体可以为泵，比如容积泵，叶轮泵等。开关具体可以是阀，比如电磁阀等。

进一步的，该装置还包括开关20和23，液体输送部件七21和液体输送部件八24。

其中大分子收集区19的出口依次连接开关20和液体输送部件七21，小分子收集区22的出口依次连接开关23和液体输送部件八24。

其中，细胞样品处理池8、微滤池13和膜分离池15中设有不同孔径和材质的膜材料，用于进行过滤。比如，细胞样品处理池8的膜材料的孔径为1-10微米，微滤池13的膜材料的孔径为0.1-0.45微米，膜分离池15的膜材料能够实现的MWCO(Molecular Weight Cut Off,截留分子量)不小于5KD。可选的，在本发明实施例中，细胞样品处理池8的膜材料的孔径为5微米，微滤池13的膜材料的孔径为0.22微米，膜分离池15的膜材料能够实现的MWCO为5KD。另外需要指出的是，上述所有膜材料可根据不同样品及分离目的进行更换。

进一步的，细胞样品处理池8、微滤池13和膜分离池15的结构均可以参见图2，以细胞样品处理池8为例，其中在池本体802内部开有腔体805，腔体805分别与池本体802表面开设的入口801和出口804连通，腔体805中设置膜材料803，膜材料803将腔体805分隔为两部分。其中一部分连通入口801，另一部分连通出口804。

进一步的，该装置还包括机箱，如图3所示，机箱包括箱体底板101、竖立隔板102和中层隔板103。中层隔板103通过螺丝水平固定在机箱的内壁上，竖立隔板102竖直固定在所述机箱的内壁并接触所述箱体底板101。在图3中可见，中层隔板103和竖立隔板102相互垂直设置，将整个机箱分割成三部分。

其中，液体输送部件一5、液体输送部件二5、液体输送部件三7、液体输送部件六10、液体输送部件四14、液体输送部件五17固定在箱体底板101上(具体可以是通过箱体底板101上的螺纹孔固定在其上)，开关9、12、18、25固定在竖立隔板102上(具体可以是内嵌固定在竖立隔板102的孔槽内)，细胞样品处理池8、微滤池13、膜分离池15、待处理细胞样品存储区2、缓冲液存储区一3、缓冲液存储区二16、裂解液存储区4、废液存储区11、大分子收集区19和小分子收集区22固定在中层隔板103上(具体的，可以是通过中层隔板103的螺纹孔固定在其上)。细胞预处理装置的各部分分开设置，有利于操作和维护。

针对前述细胞预处理装置，本发明实施例还提供了一种细胞预处理方法，该方法包括：

S1、打开液体输送部件一5将待处理细胞样品存储区2的细胞悬液通过细胞样品处理池8进行过滤，使细胞样品截留在所述细胞样品处理池8的膜材料表面。

具体的，将1毫升细胞悬液通过滤膜孔径为5微米的细胞样品处理池8进行过滤，使得细胞截留在滤膜表面而培养液及杂质进入废液存储区11，从而实现了细胞与培养液的分离。

S2、打开液体输送部件二5使缓冲液存储区一3的缓冲液对细胞样品处理池8的膜材料表面的细胞样品进行清洗。

其中，S2中的缓冲液为预冷的PBS(phosphate buffer saline，磷酸盐缓冲液)。通过该缓冲液对细胞样品进行清洗，洗去细胞表面残留的培养基成分。

S3、打开液体输送部件三7使裂解液存储区4的裂解液对所述细胞样品处理池8的膜材料表面的细胞样品进行裂解。

裂解液存储区4的裂解液体系配比为1毫升RIPA(RadioImmunoprecipitation Assay，放射免疫沉淀法)裂解液加10微升PMSF(苯甲基磺酰氟)，即1ml RIPA+10μl PMSF。取1毫升该裂解液体系经液体输送部件三7进入细胞样品处理池8中。细胞被裂解液浸润在膜表面，并与裂解体系充分接触。

S4、改变液体输送部件三7的电极，使液体输送部件三7按照预定的频率进行正反向切换，使得所述细胞样品处理池8的膜材料表面的细胞样品反复振荡过滤。

液体输送部件三7可双向流通，通过S4中对液体输送部件三7电极进行改变，使液体输送部件三7的流向按照预定频率进行正反向切换，使得细胞样品反复振荡过滤，充分裂解，提高细胞的裂解效率。

S5、打开液体输送部件四14、开关12，将反复振荡过滤后的裂解体系经过微滤池13进行过滤，并经过膜分离池15对大分子物质进行截留，将透过膜分离池15的小分子物质送入小分子收集区22。

打开液体输送部件四14和开关12后，裂解体系进入微滤池13过滤。可选的，微滤池13的膜材料的膜孔径为0.22微米。通过过滤滤去未裂解的细胞碎片等杂质，保证提取物纯度并防止管路堵塞。之后，在膜分离池15中，生物大分子蛋白被截留在膜上。可选的，该膜材料的MWCO不小于5KD。

S6、打开液体输送部件五17、开关25、开关18，使缓冲液存储区二16的缓冲液将膜分离池15截留的大分子物质送入大分子收集区19。

对大分子物质进行反复冲洗，并将其收集到大分子收集区19中。

本发明实施例中，对细胞样品处理池8的膜材料表面的细胞样品的裂解时间为20-40分钟(优选为30分钟)。液体输送部件7的电极每隔3-5分钟(优选为3分钟)转换方向，每次转换方向后运行10-15秒(优选为10秒)，流速为1-3毫升/分钟(优选为1毫升/分钟)。

本发明实施例方案提供的细胞预处理装置及其方法，设置细胞样品处理池、微滤池、膜分离池来对细胞悬液进行多层过滤提取，分别将大分子物质和小分子物质收集到大分子收集区和小分子收集区，并且还使用液体输送部件(比如泵)和开关(比如阀)来控制溶液流动以及流向，并控制液体输送部件的电极正反转来提高细胞样品裂解效率。该装置整体构造简单，适合于在微重力环境下进行细胞样品预处理，实现了细胞样品清洗、裂解、大分子与小分子分离的自动化过程，获得了较高的细胞裂解效率和大分子回收率。

进一步的，如图4所示，该装置还包括缓冲液存储区三26、自由流电泳芯片27、蛋白存储区28。大分子收集区19经过开关20和液体输送部件21连接至自由流电泳芯片27。缓冲液存储区三26经开关29和液体输送部件30连接至自由流电泳芯片27。自由流电泳芯片27连接蛋白存储区28，并连接核酸存储区31。装置中还连接有液体输送部件32、33，为液体流动提供动力补充。

自由流电泳芯片27的电泳通道两侧设置电极，电源(未示出)的正负极分别连接在两侧电极上。自由流电泳芯片27的结构示意图参考图5。

在自由流电泳芯片27内部设置有电泳通道2707。电泳通道2707的两侧为电极2706，电源的正负极分别加在两侧电极2706上。电泳通道的流入端设置样品入口2701，流入端还设置有缓冲液入口2702、2703、2704和2705。其中2702和2703连接至缓冲液存储区三26，缓冲液存储区三26的缓冲液注入缓冲液入口2702和2703。2704和2705未连接缓冲液存储区。如果新增一个缓冲液存储区，则可以连接至2704和2705。

实际应用中，与自由流电泳芯片27连接的缓冲液存储区可以是一个以上。缓冲液入口的数量也并不限定为四个。比如，在流入端只有一个缓冲液入口，缓冲液存储区三26连接该缓冲液入口并注入缓冲液。或者在流入端有两个缓冲液入口，每个缓冲液入口连接一个缓冲液存储区。或者也可以设置四个以上的缓冲液入口。

在自由流电泳芯片27的流出端设置蛋白出口2708、废液出口2709和核酸出口2710。蛋白出口2708和核酸出口2710设置在靠近电极的位置。废液出口2709设置在蛋白出口2708与核酸出口2710之间，大分子样品在电场作用下，在自由流电泳芯片27的电泳通道中充分的分离，蛋白质分子从蛋白出口2708流出进入蛋白存储区28，核酸分子从核酸出口2710流出，进入核酸存储区29。中性液体从废液出口2709流出，并经开关34和液体输送部件10进入废液存储区11。

如图4所示的该装置中，还包括流动相存储区35、色谱柱36、温控部件37、RNA收集区38、DNA收集区39。色谱柱36的出口经过开关40连接DNA收集区39并且经过开关41连接RNA收集区38。核酸存储区31通过液体输送部件42和开关43连接色谱柱36的入口，流动相存储区35通过液体输送部件44和开关45连接色谱柱36的入口。废液存储区11通过液体输送部件10连接色谱柱36的出口。温控部件37包裹在色谱柱36上。

RNA收集区38另一端还连接开关46和液体输送部件47，DNA收集区39的另一端和连接开关48和液体输送部件49。开关43还连接开关50和液体输送部件51。

本发明实施例中所述的各种开关用于开启和阻断液体流通，实际应用中所述开关可以为阀部件比如电磁阀。本发明实施例中所述的液体输送部件用于推动液体流动，实际应用中所述液体输送部件可以是泵，比如容积泵叶轮泵等。

下面参考图4来描述整体装置的工作流程。

第一阶段，获得小分子样品和大分子样品：

打开液体输送部件5将待处理细胞样品存储区2的细胞悬液通过细胞样品处理池8进行过滤，使细胞样品截留在所述细胞样品处理池8的膜材料表面。具体的，将1毫升细胞悬液通过滤膜孔径为5微米的细胞样品处理池8进行过滤，使得细胞截留在滤膜表面而培养液及杂质进入废液收集区11，从而实现了细胞与培养液的分离。

打开液体输送部件6使缓冲液存储区一3的缓冲液对细胞样品处理池8的膜材料表面的细胞样品进行清洗。通过该缓冲液对细胞样品进行清洗，洗去细胞表面残留的培养基成分。

打开液体输送部件7使裂解液存储区4的裂解液对所述细胞样品处理池8的膜材料表面的细胞样品进行裂解。细胞被裂解液浸润在膜表面，并与裂解体系充分接触。

改变液体输送部件7的电极，使液体输送部件7按照预定的频率进行正反向切换，使得细胞样品处理池8的膜材料表面的细胞样品反复振荡过滤。

通过对液体输送部件7电极进行改变，使液体输送部件7的流向按照预定频率进行正反向切换，使得细胞样品反复振荡过滤，充分裂解，提高细胞的裂解效率。

打开液体输送部件14、开关12，将反复振荡过滤后的裂解体系经过微滤池13进行过滤，并经过膜分离池15对大分子物质进行截留，将透过膜分离池15的小分子物质送入小分子样品存储区22。

打开液体输送部件14和开关12后，裂解体系进入微滤池13过滤。可选的，微滤池13的膜材料的膜孔径为0.22微米。通过过滤滤去未裂解的细胞碎片等杂质，保证提取物纯度并防止管路堵塞。之后，在膜分离池15中，生物大分子蛋白被截留在膜上。可选的，该膜材料的MWCO不小于5KD。

打开液体输送部件17、开关25、开关18，使缓冲液存储区二16的缓冲液将膜分离池15截留的大分子物质送入大分子样品存储区19。

第二阶段，获得蛋白样品和核酸样品：

打开开关29和液体输送部件30，将缓冲液存储区三26的缓冲液注入自由流电泳芯片。将电源调整至预定电压。该预定电压的的范围在100-600V，具体可以是500V。

将大分子样品存储区19收集的大分子样品注入自由流电泳芯片27，使大分子样品中的蛋白质和核酸在电压作用下分离并分别进入蛋白收集区28和核酸收集区31。其中，大分子样品注入自由流电泳芯片27的流速为0.048-0.1毫升/分钟，具体可选择0.08毫升/分钟。由于自由流电泳芯片27内已经被注入了一定PH值的缓冲液，大分子样品注入到自由流电泳芯片27后由于等电位的差异带上不同的正负电荷，蛋白质带正电荷，核酸带负电荷，在电场作用下蛋白质和核酸开始分离，分别经蛋白出口2708和核酸出口2710(参考图5)流出。通过调整大分子样品和缓冲液的注入速度以及电压大小来对蛋白质和核酸的分离进行调节。

第三阶段，分离DNA和RNA：

在将核酸物质收集到核酸收集区31之后，关闭开关一40和开关二41，并将流动相存储区35中的流动相注入色谱柱36。关闭开关一40和开关二41后，打开开关43，开关45，并开启液体输送部件44和液体输送部件42，将流动相存储区35中的流动相注入色谱柱36。在用流动相平衡色谱柱36的过程中，废液流入废液存储区11。此后，控制温控部件37将色谱柱36的温度降至第一预设温度。

流动相为30％-90％的乙腈水溶液或甲醇水溶液，本领域技术人员可在此范围内任意选择。

将核酸存储区31的核酸样品注入所述色谱柱36。具体的，温度达到第一预设温度(第一预设温度的范围是8-12摄氏度，优选10摄氏度)后，关闭连接废液收集区11的液体输送部件10，关闭开关45，开启液体输送部件42使核酸样品以0.1毫升/分钟的流速进入色谱柱9。可以开启开关50和液体输送部件51来对流速进行配合调整。色谱柱内填充有硼酸色谱材料固定相，这些材料属于温敏材料，在10摄氏度左右将核酸样品中的RNA样品捕获，从而使DNA样品流出色谱柱36。

开启开关一40，将DNA样品收集至DNA收集区39。

关闭开关一40，控制温控部件37将色谱柱36的温度升至第二预设温度(第二预设温度的范围是45-55摄氏度，优选为50摄氏度)。在此温度下，色谱柱36失去对RNA样品的捕获能力，RNA样品流出色谱柱36。开启开关二41，将RNA样品收集至RNA收集区38。

通过上述步骤流程，小分子物质被收集到小分子样品存储区22，蛋白分子被收集到蛋白收集区28，DNA和RNA分别收集到DNA收集区39和RNA收集区38。本发明实施例提供的装置实现了对生物样品的一体化处理和分离，得到了四种分离物质。该装置结构清晰，原理简单，集细胞预处理、大分子小分子分离、核酸蛋白质分离、DNA与RNA分离于一身，具有较高的处理效率，对大分子物质裂解回收效率高，无需过多的人工介入，即适用于在普通重力环境下运行，也可用于空间微重力环境。且自动化运行程度高，便于大规模一体化工业应用。

虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (10)

1.一种细胞预处理装置，其特征在于，所述装置处于微重力环境下，包括：

待处理细胞样品存储区(2)、缓冲液存储区一(3)、裂解液存储区(4)、液体输送部件一(5)、液体输送部件二(6)、液体输送部件三(7)、细胞样品处理池(8)、微滤池(13)、液体输送部件四(14)、膜分离池(15)、小分子收集区(22)；

待处理细胞样品存储区(2)、缓冲液存储区一(3)、裂解液存储区(4)分别通过液体输送部件一(5)、液体输送部件二(6)、液体输送部件三(7)连接细胞样品处理池(8)的入口；

细胞样品处理池(8)的出口连接微滤池(13)的入口；

微滤池(13)的出口通过液体输送部件四(14)连接膜分离池(15)的入口；

所述膜分离池(15)的出口还连接小分子收集区(22)的入口。

2.根据权利要求1所述的细胞预处理装置，其特征在于，还包括：

缓冲液存储区二(16)、液体输送部件五(17)、大分子收集区(19)；

缓冲液存储区二(16)通过液体输送部件五(17)连接膜分离池(15)的出口，所述膜分离池(15)的入口还连接大分子收集区(19)的入口。

3.根据权利要求2所述的细胞预处理装置，其特征在于，还包括：

废液存储区(11)、液体输送部件六(10)；

所述细胞样品处理池(8)的出口通过液体输送部件六(10)连接废液存储区(11)。

4.根据权利要求3所述的细胞预处理装置，其特征在于，细胞样品处理池(8)中设有膜材料，细胞样品处理池(8)的膜材料的孔径为1-10微米，所述微滤池(13)的膜材料的孔径为0.1-0.45微米，所述膜分离池(15)的膜材料的截留分子量为不小于5KD。

5.根据权利要求3所述的细胞预处理装置，其特征在于，还包括：

液体输送部件七(21)、液体输送部件八(24)；

其中大分子收集区(19)的出口连接液体输送部件七(21)，小分子收集区(22)的出口连接液体输送部件八(24)。

6.根据权利要求3所述的细胞预处理装置，其特征在于，所述细胞样品处理池(8)、微滤池(13)和膜分离池(15)分别包括：

池本体，在所述池本体内部开有腔体，所述腔体分别与所述池本体表面开设的入口和出口连通，所述腔体中设置膜材料，所述膜材料将所述腔体分隔为连通所述入口和所述出口的两部分。

7.根据权利要求3至6中任意一项所述的细胞预处理装置，其特征在于，所述装置还包括机箱，所述机箱包括箱体底板(101)、竖立隔板(102)和中层隔板(103)，中层隔板(103)水平固定在所述机箱的内壁上，竖立隔板(102)竖直固定在所述机箱的内壁并接触所述箱体底板(101)；

其中，液体输送部件一(5)、液体输送部件二(6)、液体输送部件三(7)、液体输送部件六(10)、液体输送部件四(14)、液体输送部件五(17)、液体输送部件七(21)和液体输送部件八(24)固定在所述箱体底板(101)上；细胞样品处理池(8)、微滤池(13)、膜分离池(15)、待处理细胞样品存储区(2)、缓冲液存储区一(3)、缓冲液存储区二(16)、裂解液存储区(4)、废液存储区(11)、大分子收集区(19)和小分子收集区(22)固定在中层隔板(103)上。

8.一种细胞预处理方法，用于如权利要求1至7中任意一项所述的细胞预处理装置中，其特征在于，所述方法包括：

打开液体输送部件一(5)将待处理细胞样品存储区(2)的细胞悬液通过细胞样品处理池(8)进行过滤，使细胞样品截留在所述细胞样品处理池(8)的膜材料表面；

打开液体输送部件二(6)使缓冲液存储区一(3)的缓冲液对细胞样品处理池(8)的膜材料表面的细胞样品进行清洗；

打开液体输送部件三(7)使裂解液存储区(4)的裂解液对所述细胞样品处理池(8)的膜材料表面的细胞样品进行裂解；

改变液体输送部件三(7)的电极，使液体输送部件三(7)按照预定的频率进行正反向切换，使得所述细胞样品处理池(8)的膜材料表面的细胞样品反复振荡过滤；

打开液体输送部件四(14)，将反复振荡过滤后的裂解体系经过微滤池(13)进行过滤，并经过膜分离池(15)对大分子物质进行截留，将透过膜分离池(15)的小分子物质送入小分子收集区(22)。

9.根据权利要求8所述的细胞预处理方法，其特征在于，细胞样品处理池(8)的膜材料的孔径为1-10微米，所述微滤池(13)的膜材料的孔径为0.1-0.45微米，所述膜分离池(15)的膜材料的截留分子量不小于5KD。

10.根据权利要求8或9所述的细胞预处理方法，其特征在于，对细胞样品处理池(8)的膜材料表面的细胞样品的裂解时间为20-40分钟；

液体输送部件(7)的电极每隔3-5分钟转换方向，每次转换方向后运行10-15秒，流速为1-3毫升/分钟。