CN106867900A - 利用磁珠分选细胞的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种利用磁珠分选细胞的装置，包括用于提供缓冲液以及样品液的输液机构、液体输送管、位于输液机构液体流动下游方向的磁性分选机构，以及位于磁性分选机构液体流动下游方向的收集机构，液体输送管一端连接输液机构、另一端延伸至收集机构，位于输液机构以及收集机构之间的液体输送管绕设在第一分选组件、第二分选组件以及第三分选组件的周部，第一分选组件、第二分选组件以及第三分选组件之间设置有分离泵。本方案中的磁性分选机构磁力可调，能够根据细胞种类的不同调节磁场的大小，从而使得细胞分选装置可以应用到不同的细胞分选工作中，同时，设置三组分选组件，三组之间可以协同作用，提高分选效率。

Description

利用磁珠分选细胞的装置

技术领域

本发明涉及生物工程技术领域，尤其涉及一种利用磁珠分选细胞的装置。

背景技术

磁珠富集或分离是一项上世纪末新兴的分子及细胞生物学技术，该技术现已广泛应用于分子生物学的核酸提取，固相cDNA文库构建，蛋白质或者细胞分选或富集。其构建原理为通过生化技术手段在裸磁珠微粒表面接合特异性配体或抗体。其工作原理为将表面接有配(抗)体的磁珠悬浮液与待选目标分子或者细胞溶液(悬液)混合，通过配体-受体结合反应或者抗原-抗体反应，磁珠与目的分子或细胞紧密结合，然后通过磁力捕获磁珠-目标复合体，达到富集或者纯化目标分子、细胞的目的。磁珠富集或者分选相对于其他的分离手段如离心，层析等具有很多优势，如分离速度快，量化程度高，低成本，样品无需有害或有毒化学试剂处理等。实际应用中，磁珠微粒的大小差别很大，或为微米级或为纳米级。磁珠的材料也多种多样，或为永磁材料或为顺磁材料。

磁珠分离的效率和实际应用效果实际上受制于产生捕捉磁力的分离磁场。现有技术中的利用磁珠分选细胞的装置大部分的分离磁场设计随意，没有进行精确的磁力计算和磁场设计，磁珠在这样的磁场中，往往不同的位置受到的磁作用力难以进行精确估计和控制。因此亟需提供一种利用磁珠分选细胞的装置，用于解决上述技术问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：通过设计一种结构简单，使用方便的利用磁珠分选细胞的装置，具有更高的分选效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，提供一种利用磁珠分选细胞的装置，包括用于提供缓冲液以及样品液的输液机构、液体输送管、位于所述输液机构液体流动下游方向的磁性分选机构，以及位于所述磁性分选机构液体流动下游方向的收集机构，所述磁性分选机构包括分别位于等边三角形的三个顶点位置的第一分选组件、第二分选组件以及第三分选组件，所述液体输送管一端连接所述输液机构、另一端延伸至所述收集机构，位于所述输液机构以及所述收集机构之间的所述液体输送管绕设在所述第一分选组件、所述第二分选组件以及所述第三分选组件的周部，所述第一分选组件、所述第二分选组件以及所述第三分选组件之间设置有分离泵。

作为所述的利用磁珠分选细胞的装置的一种优选技术方案，所述输液机构包括缓冲液输送组件和样品液输送组件；所述样品液输送组件包括样品液输送泵以及样品液输送管，所述缓冲液输送组件包括缓冲液输送泵和缓冲液输送管，所述样品液输送管与所述缓冲液输送管在混合液槽处汇合，所述混合液槽的出液口连接所述液体输送管。

作为所述的利用磁珠分选细胞的装置的一种优选技术方案，所述样品液输送组件还包括样品槽，所述样品槽设置在所述样品液输送泵的输入端，通过所述样品液输送泵以及所述样品液输送管与所述混合液槽连通。

作为所述的利用磁珠分选细胞的装置的一种优选技术方案，还包括由相邻设置的竖直工作台以及水平工作台组成的分选工作台，所述输液机构设置在所述竖直工作台上，所述磁性分选机构以及所述收集机构位于所述水平工作台上。

作为所述的利用磁珠分选细胞的装置的一种优选技术方案，所述缓冲液输送组件还包括用于盛放所述缓冲液的缓冲液瓶，所述缓冲液瓶设置在所述水平工作台上。

作为所述的利用磁珠分选细胞的装置的一种优选技术方案，所述收集机构包括若干离心管，所述离心管通过自动旋转台，可转动的设置在所述水平工作台上。

作为所述的利用磁珠分选细胞的装置的一种优选技术方案，所述竖直工作台上设置有延伸至所述离心管上方的管夹具。

作为所述的利用磁珠分选细胞的装置的一种优选技术方案，所述第一分选组件具有第一磁力提供装置，所述第二分选组件具有第二磁力提供装置，所述第三分选组件具有第三磁力提供装置，所述第一磁力提供装置、所述第二磁力提供装置以及所述第三磁力提供装置形成复合磁场。

作为所述的利用磁珠分选细胞的装置的一种优选技术方案，所述混合液槽的出液口设置有用于检测所述混合液槽中流出的液体中气泡的气泡检测传感器。

作为所述的利用磁珠分选细胞的装置的一种优选技术方案，还包括操作触摸屏，所述操作触摸屏通讯连接所述输液机构、所述磁性分选机构以及所述收集机构，通过所述操作触摸屏可控制所述输液机构、所述磁性分选机构以及所述收集机构动作。

本发明的有益效果为：本方案中的磁性分选机构磁力可调，能够根据细胞种类的不同调节磁场的大小，从而使得细胞分选装置可以应用到不同的细胞分选工作中，同时，设置三组分选组件，三组之间可以协同作用，提高分选效率。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明所述利用磁珠分选细胞的装置立体结构示意图。

图2为本发明所述利用磁珠分选细胞的装置主视图。

图3为本发明所述利用磁珠分选细胞的装置另一视角立体结构示意图。

图4为本发明所述利用磁珠分选细胞的装置右视图。

图5为本发明所述利用磁珠分选细胞的装置左视图。

图6为本发明所述利用磁珠分选细胞的装置俯视图。

图7为本发明中缓冲液输送管与混合液槽以及样品槽组合状态示意图。

图8为本发明中液体输送管绕管结构示意图。

图中：

1、输液机构；11、缓冲液输送组件；111、缓冲液输送泵；112、缓冲液输送管；12、样品液输送组件；121、样品液输送泵；122、样品液输送管；13、混合液槽；14、样品槽；15、气泡检测传感器；2、液体输送管；3、磁性分选机构；31、第一分选组件；311、磁场点A；312、磁场点B；32、第二分选组件；321、磁场点C；322、磁场点D；33、第三分选组件；331、磁场点E；332、磁场点F；34、分离泵；4、收集机构；41、离心管；42、自动旋转台；5、分选工作台；51、竖直工作台；52、水平工作台；6、缓冲液瓶；7、操作触摸屏；8、管夹具。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1～7所示，于本实施例中，本发明所述的一种利用磁珠分选细胞的装置，包括用于提供缓冲液以及样品液的输液机构1、液体输送管2、位于所述输液机构1液体流动下游方向的磁性分选机构3，以及位于所述磁性分选机构3液体流动下游方向的收集机构4，所述磁性分选机构3包括分别位于等边三角形的三个顶点位置的第一分选组件31、第二分选组件32以及第三分选组件33，所述液体输送管2一端连接所述输液机构1、另一端延伸至所述收集机构4，位于所述输液机构1以及所述收集机构4之间的所述液体输送管2绕设在所述第一分选组件31、所述第二分选组件32以及所述第三分选组件33的周部，所述第一分选组件31、所述第二分选组件32以及所述第三分选组件33之间设置有分离泵34。

本方案中的磁性分选机构3磁力可调，能够根据细胞种类的不同调节磁场的大小，从而使得细胞分选装置可以应用到不同的细胞分选工作中，同时，设置三组分选组件，三组之间可以协同作用，提高分选效率。

本方案中所述输液机构1包括缓冲液输送组件11和样品液输送组件12；所述样品液输送组件12包括样品液输送泵121以及样品液输送管122，所述缓冲液输送组件11包括缓冲液输送泵111和缓冲液输送管112，所述样品液输送管122与所述缓冲液输送管112在混合液槽13处汇合，所述混合液槽13的出液口连接所述液体输送管2。

通过设置样品液输送泵121以及缓冲液输送泵111，可根据实际情况调节泵的流量大小，对细胞分选进行更有效的控制。

当然，所述缓冲液输送组件11可以选择性参与工作，即当有需要时控制缓冲液输送组件11工作，当不需要时控制缓冲液输送组件11停止。是否需要缓冲液输送组件11进行工作是由样品液决定的。

样品液可通过样品液输送泵121直接泵取，但是为了进一步精确控制样品液的供应量，本实施例中所述样品液输送组件12还包括样品槽14，所述样品槽14设置在所述样品液输送泵121的输入端，通过所述样品液输送泵121以及所述样品液输送管122与所述混合液槽13连通。

优选的，所述样品槽14底部设置有阀门，所述样品槽14中设置有用于显示所述样品槽14中液体存量的刻度装置。

为了提高本方案所述的细胞分选装置的集成化使其布局更为合理，本实施例所述的细胞分选装置还包括由相邻设置的竖直工作台51以及水平工作台52组成的分选工作台5，所述输液机构1设置在所述竖直工作台51上，所述磁性分选机构3以及所述收集机构4位于所述水平工作台52上。

更为具体的，所述缓冲液输送组件11还包括用于盛放所述缓冲液的缓冲液瓶6，所述缓冲液瓶6设置在所述水平工作台52上。所述缓冲液输送泵111从所述缓冲液瓶6中抽取缓冲液，供应到细胞分选装置中。

所述收集机构4包括若干离心管41，所述离心管41通过自动旋转台42，可转动的设置在所述水平工作台52上。

通过自动旋转台42可控制设置在其上的离心管41自行转动，具体到本实施例中，所述离心管41为四个，均匀的布置在所述自动旋转台42上，自动旋转台42每次旋转90°以保证液体输送管2能够与离心管41的位置对应。

所述自动旋转台42上还设置有手动操作机构，可根据实际需要人为手动控制自动旋转台42的旋转。例如当需要精确定位液体输送管2与离心管41之间的相对位置时，可以采用手动调节的方式进行调节，手动调节可以一次性调节90°，也可以在90°以内进行小角度的校正调节。

所述水平工作台52包括用于放置所述第一分选组件31、所述第二分选组件32以及所述第三分选组件33的分选台，所述缓冲液瓶6设置在所述分选台的一侧。

所述水平工作台52包括用于放置所述第一分选组件31、所述第二分选组件32以及所述第三分选组件33的分选台，所述自动旋转台42设置在所述分选台与所述缓冲液瓶6相对的另一侧。

所述竖直工作台51上设置有延伸至所述离心管41上方的管夹具8。液体输送管2最终延伸至所述离心管41上方，并由所述管夹具8进行固定。

所述第一分选组件31具有第一磁力提供装置，所述第二分选组件32具有第二磁力提供装置，所述第三分选组件33具有第三磁力提供装置，所述第一磁力提供装置、所述第二磁力提供装置以及所述第三磁力提供装置形成复合磁场。

具体的，本方案中所述第一分选组件31具有第一电磁铁,所述第一电磁铁具有磁场点A、磁场点B，所述第二分选组件32具有第二电磁铁,所述第二电磁铁具有磁场点C、磁场点D，所述第三分选组件33具有第三电磁铁,所述第三电磁铁具有磁场点E、磁场点F。如图8所示，液体输送管2的绕管方式为：依次经过磁场点A、磁场点C、磁场点D、磁场点E、磁场点F、磁场点B。

本方案中电磁铁的具体包括第一磁极以及第二磁极，所述第一磁极具有呈圆形结构的第一主体，所述第二磁极设置在第一磁极的主体的中央，两磁极间设置有两处通槽，通槽的两侧壁之间形成可容纳液体输送管的空间，该空间中第一磁极与第二磁极相对形成如上所述的磁场点。除通槽以外的其它部位磁场采用塑料屏蔽材料进行屏蔽。液体输送管2在各磁场点中通过，通过磁场点的磁力筛分选细胞。液体输送管2沿每个分选组件上的通槽依次缠绕设置。

通过设置三个分选组件，每个分选组件设置独立的电磁铁作为磁场发生装置，通过三个电磁铁的磁场协同工作，在所述磁性分选装置上形成一个合理分配且效率更高的复合磁场，且复合磁场的作用效果更为均匀，使得三个分选组件整体可筛选的细胞数量远大于单个分选组件筛选细胞数量。以此可以实现提高细胞分选效率的目的。

在实际应用过程中三个电磁铁的磁力大小可以相同也可以不同，通过调节可以实现整体磁场强度，从而实现对不同细胞的分选操作。

所述混合液槽13的出液口设置有用于检测所述混合液槽13中流出的液体中气泡的气泡检测传感器15。所述气泡检测传感器15可以根据气泡情况判断混合液槽13中的混合液是否流出完毕。

本方案所述的利用磁珠分选细胞的装置，还包括操作触摸屏7，所述操作触摸屏7通讯连接所述输液机构1、所述磁性分选机构3以及所述收集机构4，通过所述操作触摸屏7可控制所述输液机构1、所述磁性分选机构3以及所述收集机构4动作。

下面介绍本方案所述的利用磁珠分选细胞的装置的工作过程：

首先将液体输送管2安装到各自特定的位置，将样品液及磁珠倒入到样品槽14中，启动缓冲液输送泵111和样品液输送泵121，将一定量的缓冲液和样品液在混合液槽13中进行混合，启动分离泵34，同时使电磁铁通电，使混合液槽13中的混合液从磁场中通过，使得带有磁珠的细胞被吸附在液体输送管2的管壁上，其余细胞液流入下方的离心管41中。

混合液分离完毕后自动旋转台42转动，使新的离心管41转动到液体输送管2的下方，启动缓冲液输送泵111，向混合液槽13中提供新的缓冲液，同时将电磁铁断电，以使带有磁珠的细胞液可以在分离泵34的作用下流入新的离心管41中。

分选步骤及元件参数通过操作触摸屏7设定，分选过程可全部自动完成，也可设定为手动分步完成某一过程，也可根据特殊用途选取其中几步完成。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用磁珠分选细胞的装置，其特征在于,包括用于提供缓冲液以及样品液的输液机构、液体输送管、位于所述输液机构液体流动下游方向的磁性分选机构，以及位于所述磁性分选机构液体流动下游方向的收集机构，所述磁性分选机构包括分别位于等边三角形的三个顶点位置的第一分选组件、第二分选组件以及第三分选组件，所述液体输送管一端连接所述输液机构、另一端延伸至所述收集机构，位于所述输液机构以及所述收集机构之间的所述液体输送管绕设在所述第一分选组件、所述第二分选组件以及所述第三分选组件的周部，所述第一分选组件、所述第二分选组件以及所述第三分选组件之间设置有分离泵。

2.根据权利要求1所述的利用磁珠分选细胞的装置，其特征在于，所述输液机构包括缓冲液输送组件和样品液输送组件；所述样品液输送组件包括样品液输送泵以及样品液输送管，所述缓冲液输送组件包括缓冲液输送泵和缓冲液输送管，所述样品液输送管与所述缓冲液输送管在混合液槽处汇合，所述混合液槽的出液口连接所述液体输送管。

3.根据权利要求2所述的利用磁珠分选细胞的装置，其特征在于，所述样品液输送组件还包括样品槽，所述样品槽设置在所述样品液输送泵的输入端，通过所述样品液输送泵以及所述样品液输送管与所述混合液槽连通。

4.根据权利要求2所述的利用磁珠分选细胞的装置，其特征在于，还包括由相邻设置的竖直工作台以及水平工作台组成的分选工作台，所述输液机构设置在所述竖直工作台上，所述磁性分选机构以及所述收集机构位于所述水平工作台上。

5.根据权利要求4所述的利用磁珠分选细胞的装置，其特征在于，所述缓冲液输送组件还包括用于盛放所述缓冲液的缓冲液瓶，所述缓冲液瓶设置在所述水平工作台上。

6.根据权利要求4所述的利用磁珠分选细胞的装置，其特征在于，所述收集机构包括若干离心管，所述离心管通过自动旋转台，可转动的设置在所述水平工作台上。

7.根据权利要求6所述的利用磁珠分选细胞的装置，其特征在于，所述竖直工作台上设置有延伸至所述离心管上方的管夹具。

8.根据权利要求1所述的利用磁珠分选细胞的装置，其特征在于，所述第一分选组件具有第一磁力提供装置，所述第二分选组件具有第二磁力提供装置，所述第三分选组件具有第三磁力提供装置，所述第一磁力提供装置、所述第二磁力提供装置以及所述第三磁力提供装置形成复合磁场。

9.根据权利要求2所述的利用磁珠分选细胞的装置，其特征在于，所述混合液槽的出液口设置有用于检测所述混合液槽中流出的液体中气泡的气泡检测传感器。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的利用磁珠分选细胞的装置，其特征在于，还包括操作触摸屏，所述操作触摸屏通讯连接所述输液机构、所述磁性分选机构以及所述收集机构，通过所述操作触摸屏可控制所述输液机构、所述磁性分选机构以及所述收集机构动作。