CN105973682B - 样本分离装置及分离方法、生物芯片及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种样本分离装置及分离方法、生物芯片及其应用方法。该分离装置包括磁性标记物、软磁机构，磁性标记物用于标记待分离样本中的目标组分，得到经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分的混合物；当软磁机构产生磁性后，能够将待分离样本中经过磁性标记的组分吸附，而未被磁性标记的组分则无法被软磁机构吸附，使得待分离样本中经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分被分离。该分离方法基于该装置而实现。该芯片包括分离容器和若干软磁体，分离容器至少具有入口端和出口端，若干软磁体固定连接于容器内壁上或可作一定范围的移动。该应用方法能够将靶细胞和磁性标记物被若干软磁体吸附，而非靶细胞经出口端被收集。
Description
技术领域
本发明涉及样本组分分离技术领域，特别是涉及一种样本分离装置及分离方法、生物芯片及其应用方法。
背景技术
常见的生物标志物包含特定性能的细胞，核酸例如DNA或者RNA、蛋白质、脂肪等生物成分和临床诊断、药物开发以及基础研究中的其他生物结构。这些生物标志物的检验和分析尤其在临床诊断上有着重要的作用。例如，癌症患者血液中的循环肿瘤细胞和骨髓中的肿瘤细胞在临床诊断中被认为是非常有价值的预后生物标志物。然而，这些细胞通常在血液和骨髓中的分布频率很低，大多数情况下，需要有高灵敏度和重复性强的技术来达到对这些细胞的稳定检测和分析服务。
目前在临床诊断上使用磁富集和分离这些罕见的细胞的方法的灵敏度还不能满足临床常规检测的要求。一些市场上的检测技术其对样本的容量的要求也有很多技术上的限制。一些细胞芯片技术可以高灵敏度的检测循环肿瘤细胞，但是这些细胞芯片技术和一些能高纯度捕获靶细胞的磁富集技术很难释放捕获到的细胞，但它必须使用间接的吸附物质，例如塑胶套，那是为了避免目标材料与磁铁的直接接触，因此，灵敏度会受到一些影响。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种样本分离装置及分离方法，其利用软磁机构本身不带磁性但可以被磁化的特性，将外部磁场有效作用到容器内部，提高将待分离样本中经过磁性标记的组分吸附至该软磁结构的灵敏度和均匀性，而待分离样本中未被磁性标记的组分由于无磁性，无法被软磁结构吸附，其能够将待分离样本中经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分分离开；此外，当该软磁结构消磁后，还能够进一步对该经过磁性标记的组分进行有效收集。该分离装置和方法，还能用于样本中细胞的染色、固定，从而更加适于各种细胞学分析应用。
为了达到上述第一个目的，本发明提供的样本分离装置的技术方案如下：
本发明提供的样本分离装置包括磁性标记物、软磁机构，
所述磁性标记物用于标记待分离样本中的目标组分，得到经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分的混合物；
当所述软磁机构产生磁性后，能够将所述待分离样本中经过磁性标记的组分吸附，而所述未被磁性标记的组分则无法被所述软磁机构吸附，使得所述待分离样本中经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分被分离。
本发明提供的样本分离装置还可采用以下技术措施进一步实现。
作为优选，还包括一容器，所述容器用于容置所述经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分的混合物。
作为优选，所述容器与所述软磁机构之间的距离可调节。
作为优选，所述容器至少包括第一端口和第二端口，
所述第一端口用于所述经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分的混合物的入口，
所述第二端口用于所述未被磁性标记的组分的出口；
所述第一端口和第二端口中的任一还用于所述经过磁性标记的组分的出口。
作为优选，所述软磁机构为一电磁铁，当所述电磁铁通电后，产生磁性；而当所述电磁铁断电后，消磁。
作为优选，所述软磁机构由软磁材料制成，所述软磁材料能够被磁化或者消磁；
作为优选，磁场源还包括一永久磁铁，当所述软磁材料被永久磁铁磁化后，磁性标记物能够与软磁材料吸附在一起；
作为优选，所述软磁机构呈柱状或圆球形或S线形或方块形。
为了达到上述第二个目的，本发明提供的样本分离方法的技术方案如下：
本发明提供的样本分离方法基于本发明提供的样本分离装置而实现，所述样本分离方法包括以下步骤：
应用所述磁性标记物标记所述待分离样本中的目标组分，得到经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分的混合物；
令所述软磁机构产生磁性；将所述经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分的混合物中经过磁性标记的组分吸附至已经产生磁性的软磁机构，而所述未被磁性标记的组分则无法被所述磁性机构吸附，使得所述待分离样本中经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分被分离。
本发明提供的样本分离方法还可采用以下技术措施进一步实现。
作为优选，所述样本分离方法还包括令所述软磁机构消磁的步骤，此时，所述经过磁性标记的组分从所述软磁机构上被释放下来。
为了达到上述第三个目的，本发明提供的生物芯片的技术方案如下：
本发明提供的生物芯片包括分离容器和若干软磁体，
所述分离容器至少具有入口端和出口端，
所述若干软磁体固定连接于所述容器内壁上。
本发明提供的生物芯片还可采用以下技术措施进一步实现。
作为优选，所述分离容器至少有一个内壁呈一平面，所述若干软磁体呈柱状，所述若干软磁体固定连接于呈平面的内壁。
为了达到上述第四个目的，本发明提供的生物芯片的应用方法的技术方案如下：
本发明提供的生物芯片的应用方法包括以下步骤：
应用磁性标记物对待处理生物样本进行磁性标记，得到包括经过磁性标记的生物成分、未经磁性标记的生物成分和磁性标记物的混合样本；
令所述混合样本从所述入口端进入所述分离容器；
令所述若干软磁体磁化；
在所述混合样本流经所述分离容器的过程中，所述经过磁性标记的生物成分和磁性标记物被所述若干软磁体吸附，而未经磁性标记的生物成分经所述出口端被收集。
本发明提供的生物芯片的应用方法还可采用以下技术措施进一步实现。
作为优选，所述磁性标记物为磁性纳米颗粒。
作为优选，所述生物芯片的应用方法还包括对被磁性标记了的生物成分进行染色的步骤。
作为优选，所述生物芯片的应用方法还包括移除所述磁性标记物的步骤；
作为优选，所述移除所述磁性标记物的步骤通过对所述经过磁性标记的生物成分进行酶化处理的方式实现。
本发明提供的样品分离装置及分离方法、生物芯片及其应用方法利用软磁机构的特性，将待分离样本中经过磁性标记的组分吸附至该软磁机构，而待分离样本中未被磁性标记的组分由于无磁性，无法被软磁机构吸附，其能够将待分离样本中经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分分离开；此外，当该软磁机构消磁后，还能够进一步对该经过磁性标记的组分进行收集。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明提供的样本分离装置的原理图；
图2为本发明提供的样本分离方法的步骤流程图；
图3为本发明提供的生物芯片的原理图；
图4为本发明提供的生物芯片的应用方法的步骤流程图
图5为本发明实施例提供的生物芯片在应用过程中，混合样本流经所述分离容器的过程示意图；
图6为本发明实施例提供的生物芯片在应用过程中，非靶细胞经分离容器的出口端被清除后的示意图。
具体实施方式
本发明为解决现有技术存在的问题，提供一种本发明提供一种样本分离装置及分离方法，其利用软磁机构本身不带磁性但可以被磁化的特性，将外部磁场有效作用到容器内部，提高将待分离样本中经过磁性标记的组分吸附至该软磁结构的灵敏度和均匀性，而待分离样本中未被磁性标记的组分由于无磁性，无法被软磁结构吸附，其能够将待分离样本中经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分分离开；此外，当该软磁结构消磁后，还能够进一步对该经过磁性标记的组分进行有效收集。该分离装置和方法，还能用于样本中细胞的染色、固定，从而更加适于各种细胞学分析应用。
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的样本分离装置及分离方法、生物芯片及其应用方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，具体的理解为：可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一种情况。
参见附图1，本发明提供的样本分离装置包括磁性标记物、软磁机构。磁性标记物用于标记待分离样本中的目标组分，得到经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分的混合物；当软磁机构产生磁性后，能够将待分离样本中经过磁性标记的组分吸附，而未被磁性标记的组分则无法被软磁机构吸附，使得待分离样本中经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分被分离。
其中，样本分离装置还包括一容器，容器用于容置经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分的混合物。
其中，容器与软磁机构之间的距离可调节。
其中，容器至少包括第一端口和第二端口。第一端口用于经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分的混合物的入口，第二端口用于未被磁性标记的组分的出口；第一端口和第二端口中的任一还用于经过磁性标记的组分的出口。
其中，软磁机构为一电磁铁，当电磁铁通电后，产生磁性；而当电磁铁断电后，消磁。
其中，软磁机构由软磁材料制成，软磁材料能够被磁化或者消磁。
其中，磁场源还包括一永久磁铁，当软磁材料被永久磁铁磁化后，磁性标记物能够与软磁材料吸附在一起。
其中，软磁机构呈柱状或圆球形或S线形或方块形。
参见附图2，本发明提供的样本分离方法基于本发明提供的样本分离装置而实现，样本分离方法包括以下步骤：
步骤S201：应用磁性标记物标记待分离样本中的目标组分，得到经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分的混合物；
步骤S202：令软磁机构产生磁性；
步骤S203：将经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分的混合物中经过磁性标记的组分吸附至已经产生磁性的软磁机构，而未被磁性标记的组分则无法被磁性机构吸附，使得待分离样本中经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分被分离。
其中，样本分离方法还包括令软磁机构消磁的步骤，此时，经过磁性标记的组分从软磁机构上被释放下来。
参见附图3，本发明提供的生物芯片包括分离容器和若干软磁体，分离容器至少具有入口端和出口端，若干软磁体固定连接于容内壁上。
其中，分离容器至少有一个内壁呈一平面，若干软磁体呈柱状，若干软磁体固定连接于呈平面的内壁。
参见附图4，本发明提供的生物芯片的应用方法包括以下步骤：
步骤S401：应用磁性标记物对待处理生物样本进行磁性标记，得到包括经过磁性标记的磁性标记的生物成分、未经磁性标记的生物成分和磁性标记物的混合样本；
步骤S402：令混合样本从入口端进入分离容器；
步骤S403：令若干软磁体磁化；
步骤S404：在混合样本流经分离容器的过程中，被磁性标记了的生物成分和磁性标记物被若干软磁体吸附，而非磁性标记物经出口端被收集。
其中，磁性标记物为磁性纳米颗粒。
其中，生物芯片的应用方法还包括步骤S405：对靶细胞进行染色的步骤。
其中，生物芯片的应用方法还包括步骤S406：移除磁性标记物的步骤。
其中，移除磁性标记物的步骤通过对靶细胞进行酶化处理的方式实现。
本发明提供的样品分离装置及分离方法、生物芯片及其应用方法利用软磁机构的特性，将待分离样本中经过磁性标记的组分吸附至该软磁机构，而待分离样本中未被磁性标记的组分由于无磁性，无法被软磁机构吸附，其能够将待分离样本中经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分分离开；此外，当该软磁机构消磁后，还能够进一步对该经过磁性标记的组分进行收集。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种样本分离装置，其特征在于，包括磁性标记物、软磁机构，
所述磁性标记物用于标记待分离样本中的目标组分，得到经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分的混合物；
当所述软磁机构产生磁性后，能够将所述待分离样本中经过磁性标记的组分吸附，而所述未被磁性标记的组分则无法被所述软磁机构吸附，使得所述待分离样本中经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分被分离；
还包括一容器，所述容器用于容置所述经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分的混合物；
所述容器与所述软磁机构之间的距离可调节；
所述容器至少包括第一端口和第二端口，
所述第一端口用于所述经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分的混合物的入口，
所述第二端口用于所述未被磁性标记的组分的出口；
所述第一端口和第二端口中的任一还用于所述经过磁性标记的组分的出口；
所述软磁机构为一电磁铁，当所述电磁铁通电后，产生磁性；而当所述电磁铁断电后，消磁。
2.根据权利要求1所述的样本分离装置，其特征在于，所述软磁机构由软磁材料制成，所述软磁材料能够被磁化或者消磁；
磁场源还包括一永久磁铁，当所述软磁材料被永久磁铁磁化后，磁性标记物能够与软磁材料吸附在一起；
所述软磁机构呈柱状或圆球形或S线形或方块形。
3.一种样本分离方法，其特征在于，基于权利要求1～2中任一所述的样本分离装置而实现，所述样本分离方法包括以下步骤：
应用所述磁性标记物标记所述待分离样本中的目标组分，得到经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分的混合物；
令所述软磁机构产生磁性；
将所述经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分的混合物中经过磁性标记的组分吸附至已经产生磁性的软磁机构，而所述未被磁性标记的组分则无法被所述磁性机构吸附，使得所述待分离样本中经过磁性标记的组分和未被磁性标记的组分被分离。
4.根据权利要求3所述的样本分离方法，其特征在于，还包括令所述软磁机构消磁的步骤，此时，所述经过磁性标记的组分从所述软磁机构上被释放下来。
5.一种权利要求1所述的样本分离装置的生物芯片，其特征在于，包括分离容器和若干软磁体，
所述分离容器至少具有入口端和出口端，
所述若干软磁体固定连接于所述容器内壁上；
所述分离容器至少有一个内壁呈一平面，所述若干软磁体呈柱状，所述若干软磁体固定连接于呈平面的内壁。
6.权利要求5所述的生物芯片的应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
应用磁性标记物对待处理生物样本进行磁性标记，得到包括经过磁性标记的生物成分、未经磁性标记的生物成分和磁性标记物的混合样本；
令所述混合样本从所述入口端进入所述分离容器；
令所述若干软磁体磁化；
在所述混合样本流经所述分离容器的过程中，所述经过磁性标记的生物成分和磁性标记物被所述若干软磁体吸附，而未经磁性标记的生物成分经所述出口端被收集；
所述磁性标记物为磁性纳米颗粒。
7.根据权利要求6所述的生物芯片的应用方法，其特征在于，还包括对被磁性标记了的生物成分进行染色的步骤。
8.根据权利要求6所述的生物芯片的应用方法，其特征在于，还包括移除所述磁性标记物的步骤；
所述移除所述磁性标记物的步骤通过对所述经过磁性标记的生物成分进行酶化处理的方式实现。
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