CN107449631A - 采样器、分析装置及分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明首先提供了一种采样器，用于采集分离液体样本中的目标微粒，包括液体流道、设置在该液体流道内的第一过滤元件、以及设置在该液体流道内的识别分子。该液体样本流入该液体流道并经该第一过滤元件过滤，该识别分子用于从过滤后的该液体样本中识别捕捉该目标微粒。本发明还提供了一种分析液体样本中的目标微粒的方法，使用所述的采样器进行采样分离得到该目标微粒，然后对连接至该识别分子的目标微粒的信息进行检测分析。本发明进一步提供一种分析装置，用于分析液体样本中的目标微粒，包括所述的采样器元和检测分析单，该检测分析单元对连接至该识别分子的该目标微粒的信息进行检测分析。

Description

采样器、分析装置及分析方法
技术领域
本发明涉及一种分析液体样本的采样器、分析装置及方法。
背景技术
化学样本或生物样本等液体样本中通常存在多种尺寸和性质的颗粒。例如，外泌体 (exosome) 是一种由细胞（包括癌细胞）主动分泌到细胞外的具有脂质双分子层的囊泡，其直径一般为30~100纳米，存在于体液（如血液、唾液、尿液等）中。由于外泌体可携带细胞中的遗传信息（如多种蛋白质、mRNA、miRNA等），参与细胞通讯、细胞迁移和肿瘤细胞生长等过程。外泌体表面可以同时具有多种不同的表面蛋白，其中一部分表面蛋白是所有细胞源外泌体共有的膜蛋白（如CD63, CD9, CD81等），还有另一部分是与源癌细胞发展、肿瘤转化、抗药性等特征相关的特异性膜蛋白。因此，通过提取和分析体液中的外泌体可以对肿瘤疾病进行监控和诊断。
从体液中提取外泌体的主要方法包括超速离心法、密度梯度离心法、PEG-base共沉淀法和免疫磁珠法。超速离心法因具有操作简单，获得的外泌体数量较多的优点，是目前最常用的提取外泌体的方法。然而，超速离心法的提取过程比较费时，回收率也不稳定，同时，重复的离心操作还可能对外泌体造成损害，对提取后的检测结果造成影响。采用密度梯度离心法可以获得纯度较高的外泌体，但操作繁琐，耗时，得到的外泌体数量较少。PEG-base沉淀法利用聚乙二醇（PEG）沉淀外泌体，但该方法提取的外泌体纯度低，常含有较多的杂蛋白及化学添加物，在后续检测中容易造成假阳性的结果。磁珠免疫法采用包被有单克隆抗体的球型磁性磁粒，可特异性地与靶物质结合，具有特异性高、操作简便、不影响外泌体形态完整等优点。但是，外泌体的生物活性可能会受到非生理性pH和盐浓度的影响，不利于后续步骤的实验。现有技术中，流式细胞仪能够同时提取并检测外泌体，它不仅可以检测外泌体的大小和数量，也可以通过用特异性的标记物对其染色以获得更多关于样本的生物学信息。然而，由于流式细胞仪主要用于细胞的筛选和分析，其散射光的检测极限一般为300~500纳米，而外泌体的直径在100纳米以下，流式细胞仪在检测外泌体时的检测效率和灵敏度都会大大降低。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种能够对目标微粒进行选择性分离和即时检测的方法和装置。
本发明首先提供了一种采样器，用于采集分离液体样本中的目标微粒，包括：
液体流道；
设置在该液体流道内的第一过滤元件，该液体样本流入该液体流道并经该第一过滤元件过滤；以及
设置在该液体流道内的识别分子，该识别分子用于从过滤后的该液体样本中识别捕捉该目标微粒。
进一步地，该采样器还包括设置在该液体流道内的第二过滤元件，该识别分子附着在该第一过滤元件和第二过滤元件之间的该液体流道的内壁和/或附着在该第二过滤元件上。
可选地，在该采样器中，该识别分子选自单克隆抗体、多克隆抗体、抗原和半抗原中的一种或几种的组合。
可选地，在该采样器中，该识别分子连接在纳米磁珠上。
可选地，在该采样器中，该第一过滤元件及第二过滤元件均为多孔膜，该多孔膜的孔径为200~1000 纳米。
本发明还提供了一种分析液体样本中的目标微粒的方法，包括如下步骤：
使用所述的采样器进行采样分离得到该目标微粒；
对连接至该识别分子的目标微粒的信息进行检测分析。
进一步地，该分析方法还包括荧光标记步骤，该荧光标记步骤采用荧光试剂将连接至该识别分子的该目标微粒进行荧光标记，该检测步骤用光源激发被该荧光试剂标记的分离所得的目标微粒发光，并检测其荧光发光强度。
在该分析方法一具体实施方式中，该液体样本为体液，该目标微粒为胰腺癌细胞的外泌体，该识别分子为Glypican-1抗体，该荧光试剂为表面连接有特异性抗体的量子点，该特异性抗体选自Anti-CD9、Anti-CD63或Anti-CD81中的一种或几种的组合。
本发明进一步提供一种分析装置，用于分析液体样本中的目标微粒，包括检测分析单元和所述的采样器，该检测分析单元对连接至该识别分子的该目标微粒的信息进行检测分析。
进一步地，该分析装置还包括荧光试剂池，该荧光试剂池提供荧光试剂对连接至该识别分子的该目标微粒进行荧光标记，该荧光试剂选自有机荧光分子、荧光脂质体、量子点和纳米金中的一种或几种的组合；该检测分析单元激发被该荧光试剂标记的分离所得的目标微粒发光，并检测分析其荧光发光强度。
可选地，该分析装置中的该识别分子连接在纳米磁珠上，该分析装置还包括外加磁场，该外加磁场具有预设的磁场方向、磁场强度和场强分布，用于将该纳米磁珠集中于该液体流道中的预设位置。
进一步地，该分析装置还包括控制模块，该控制模块控制液体流入和流出该采样器的液体流道，该控制模块控制该采样器移动至各个预设位置，并控制该采样器和该检测分析单元工作。
相较现有技术，本发明通过在采样器中设置过滤元件和识别分子对液体样本中的目标微粒进行选择性分离改进了分离效果，本发明的分析装置及分析方法提高了分析效率，减轻了相关技术人员的工作量。
附图说明
图1是本发明第一实施方式所提供的一种采样器的示意图。
图2是本发明第一实施方式所提供的另一种采样器的示意图。
图3是本发明第二实施方式所提供的一种分析方法的方法流程图。
图4是本发明第二实施方式所提供的另一种分析方法的方法流程图。
图5是本发明第三实施方式所提供的一种分析装置的示意图。
图6是本发明第三实施方式所提供的另一种分析装置的示意图。
主要元件符号说明
采样器 10
多孔膜 102，102a，102b
过滤通道 104
识别分子 106
纳米磁珠 108
表面修饰有识别分子的纳米磁珠 12
分析装置 20
驱动器 16
样品池 32
清洗池 34
荧光试剂池 36
检测模块 50
发光单元 52
检测器 54
控制模块 70
转换器 72
处理器 74
存储器 76
外加磁场 90
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，当一个单元被描述为“连接”于另一个单元，它可以是直接连接到另一个单元或者可能同时存在居中单元。当一个单元被被描述为“设置于”另一个单元，它可以是直接设置在另一个单元上或者可能同时存在居中单元。 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的元件的名称只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本发明的第一实施方式提供了一种采样器，用于分离液体样本中的目标微粒。该采样器包括液体流道、识别分子和至少两个过滤元件。该至少两个过滤元件被设置于该液体流道的两端，在该液体流道内构成了一个闭合的过滤通道。该识别分子被设置于该过滤通道内，可以与目标微粒通过共价键或非共价键作用力进行连接。
具体的，该采样器中的过滤元件可以是多孔膜，通过采用具有不同孔径的多孔膜，实现对具有特定尺寸的目标微粒的筛选。该识别分子可以是抗体、抗原、半抗原、环糊精、冠醚、具有特定氨基酸序列的多肽分子、具有特定碱基序列的DNA分子和/或有机官能团。该识别分子与目标微粒的连接方式可以是非共价键作用力，如离子-离子相互作用、离子-偶极相互作用、偶极-偶极相互作用、氢键、范德华作用力、疏水作用力、螯合作用和/或大环效应，也可以是共价键作用力。该采样器液体流道的外部可以是一种透光的塑料材料。
需要说明的是，本说明书中所使用的“微粒”一词可以指代微球体、量子点、纳米点、纳米微粒、微珠、乳胶颗粒、荧光微粒、组织、细胞、囊泡、外泌体、微生物或本领域已知的尺寸在微纳米范围内的物质。“微粒”表面可以包括具有可“识别”性质的分子或纳米材料，例如具有分子识别功能的特异性分子或结构、荧光分子、磁性分子或某些有机官能团。
可以理解的，当识别分子106为一种特异性抗体时，即识别分子106能够与对应的特异性抗原发生相互作用，形成连接关系。那么，采样器10可以用于分离表面具有特定抗原和/或蛋白的微粒、微球、脂质体、外泌体、囊泡和/或细胞。进一步地，当过滤元件是孔径为200~1000 纳米的薄膜时，采样器可以对更小尺寸的目标微粒进行筛选，而将细胞排除在过滤通道之外。
请参阅图1，在一具体实施方式中，采样器10包括位于其液体流道底部的多孔膜102a，位于其液体流道顶部的多孔膜102b，及多孔膜102a、多孔膜102b与液体流道的一部分共同构成的过滤通道104。过滤通道104内壁的至少一部分表面被识别分子106所修饰。液体样本可以从采样器10液体流道的一端流入，流经多孔膜102a后进入过滤通道104与识别分子106相互接触，然后改变液体流向使其从多孔膜102a流出。液体样本也可以从采样器10液体流道的一端流入，流经多孔膜102a后进入过滤通道104与识别分子106相互接触，然后从多孔膜102b流出。
在一实施例中，识别分子106为Glypican-1抗体，多孔膜102a和多孔膜102b的孔径为200纳米。将Glypican-1抗体与生物素（biotin）偶联，并用偶联有亲和素（avidin）的牛血清白蛋白（BSA）修饰过滤通道104中间部分的内壁表面。通过亲和素和生物素之间的相互作用，Glypican-1抗体被连接至过滤通道104中间部分的内壁表面。当体液样本进入采样器10时，体液样本中尺寸较大的细胞及颗粒被该多孔膜滤除，不会进入过滤通道104。而过滤后进入过滤通道104中的体液样本，其中表面具有蛋白Glypican-1的胰腺癌细胞外泌体能够与Glypican-1抗体发生特异性结合，连接至过滤通道104中间部分的内壁表面。将体液样本从采样器10中排出后，与Glypican-1抗体连接的胰腺癌外泌体被留存于采样器10中，实现了对该胰腺癌外泌体的提取。可以理解的，通过使体液样本多次反复的流入和流出采样器10可以将体液样本中表面具有Glypican-1的胰腺癌外泌体从体液样本中分离出来。
在另一具体实施方式中，识别分子106被连接于纳米磁珠（magneticnanoparticle）的表面。请参阅图2，表面修饰有识别分子的纳米磁珠12被设置于采样器10的过滤通道内，该识别分子106可通过共价键或非共价键作用力连接至纳米磁珠108的表面。该纳米磁珠108可以是具有Fe3O4壳层包覆的SiO2纳米球。若采用共价键作用对纳米磁珠108的表面进行修饰，可以采用醛类（甲醛、戊二醛等）、碳化二亚胺类、双环氧类物质及氰异酸盐等化学试剂。具体地，当纳米磁珠108的表面具有羧基官能团、识别分子106具有胺基官能团时，可以采用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺 (EDC) 和N-羟基硫代琥珀酰亚胺(Sulfo-NHS) 将具有胺基的识别分子106偶联在纳米磁珠108的表面。进一步地，在该采样器10的外部还可以设置外加磁场90。由于纳米磁珠108在外加磁场的作用下可以被磁化而显示出磁性，通过设置外加磁场90的的磁场方向、磁场强度和场强分布，可以使纳米磁珠108富集在过滤通道104中的任一位置。
可以理解的，当液体样本进入采样器10时，液体样本中尺寸较大的颗粒被过滤元件滤除，不会进入过滤通道104。随后，过滤后的液体样本进入过滤通道104中，液体样本中的目标微粒与纳米磁珠108表面的识别分子106通过相互作用进行连接。然后，将分离后的液体样本从采样器10中排出，于是与识别分子106相连接的目标微粒即被留存于采样器10中。通过使液体样本多次反复的流入和流出采样器10，可以将液体样本中的目标微粒从液体样本分离出来并留存于过滤通道104中。之后，利用外加磁场90将连接有目标微粒的表面修饰有识别分子的纳米磁珠12富集于过滤通道104中的某一位置，即可进行后续的检测。
本发明提供的采样器将过滤和分子识别两种分离手段结合在一起，对液体样本中的目标微粒进行筛选。使用采样器对液体样本中的目标微粒进行分离，操作简便，用时较短。同时，本发明提供的采样器还避免了强烈的外力作用或化学试剂对目标微粒造成的破坏和污染。
本发明的第二实施方式提供了一种分析液体样本中的目标微粒的方法。请参阅图3，在一实施方式中，该方法包括以下步骤：
步骤S201，提供如上所述的采样器10；
步骤S203，使液体样本流入采样器10的过滤通道104，再将液体样本从采样器10中排出；
步骤S205，使清洗液流入采样器10的过滤通道104，再将清洗液从采样器10中排出；
步骤S207，收集采样器10中分离所得的目标微粒；
步骤S209，检测采样器10中分离所得的目标微粒的物理性质、化学性质和/或生物学信息。
下面对该方法进行具体的描述。
步骤S201中所提供的采样器10，其技术方案在本发明的第一实施方式中已经进行了详细的阐述，此处不再赘叙。
步骤S203为采样分离步骤，液体样本进入采样器10并通过过滤通道104和识别分子106，液体样本中具有不同尺寸和特性的组分被采样器10分离。液体样本中的目标微粒被连接至识别分子106，从而留存于过滤通道104中。
步骤S205为清洗步骤，采用清洗液冲洗采样器10，清除残留在采样器10内部、特别是过滤通道104内外及附着在识别分子106表面的非目标微粒和杂质。可以理解的，步骤S205可以包括多个清洗步骤，将杂质尽可能的从采样器10中移除。优选地，清洗步骤应重复至少5次以上。在反复清洗的过程中，每次清洗所用的清洗液都要进行更换，从而提高清洗效率。
步骤S207为收集步骤，对采样器10中分离所得的目标微粒进行收集。该收集步骤可以针对采样器10的设置和目标微粒的特性采用多种手段实现。例如，当采样器10中的识别分子106被连接在纳米磁珠108表面时，可以采用磁铁对采样器中分离得到的目标微粒进行收集。
步骤S209为检测步骤，基于目标微粒的特性对目标微粒进行检测。检测方法可以是光学检测，如光学显微镜、荧光显微镜、共聚焦激光扫描显微镜，也可以是外加化学试剂是目标微粒与该化学试剂反应，观察反应现象或反应所得产物的物化性质。本领域技术人员可以理解的，步骤S209所采用的具体的检测方法可以是任何一种常规的物理、化学和生物学领域的检测方法。
可以理解的，在某些情况下，采样器10中识别分子106具有特定的排布，则无需进一步对分离所得的目标微粒进行富集，步骤S207可以略去。
请参阅图4，本发明所提供的分析方法的另一实施方式包括以下步骤：
步骤S231，提供采样器10，其中，过滤通道104中具有表面修饰有识别分子的纳米磁珠12；
步骤S233，使液体样本流入采样器10的过滤通道104，再将液体样本从采样器10中排出；
步骤S235，使清洗液流入采样器10的过滤通道104，再将清洗液从采样器10中排出；
步骤S237，使荧光试剂的溶液流入和流出采样器10的过滤通道104，再将荧光试剂的溶液从采样器10中排出；
步骤S239，再次使清洗液流入采样器10的过滤通道104，再将清洗液从采样器10中排出；
步骤S241，将采样器10中分离所得的目标微粒富集于一预设位置；
步骤S243，用光源激发采样器10中分离所得的目标微粒上的荧光试剂发光，检测荧光发光强度。
具体地，步骤S233和S235分别与上述实施方式中的S203和S205基本相似，不再赘述。
步骤S237为荧光标记步骤，使荧光试剂的溶液进入采样器10对目标微粒进行荧光标记，再将荧光试剂的溶液排出采样器10。该荧光试剂可以是有机荧光分子、荧光脂质体、量子点和纳米金中的一种或几种的组合。可以理解的，当采用的多种荧光试剂的组合中的各荧光试剂具有不同的物理化学性质时，可以对目标微粒的不同位置进行不同颜色的荧光标记。
步骤S239为第二清洗步骤，再次采用清洗液冲洗采样器10，清除残留在过滤通道104内的荧光试剂。可以理解的，步骤S239可以包括多个清洗步骤，将将未标记在目标微粒上的荧光试剂尽可能地从采样器10中清除。优选地，清洗步骤应重复至少5次以上。在反复清洗的过程中，每次清洗所用的清洗液都要进行更换，从而提高清洗效率。
步骤S241为富集步骤，将连接至表面修饰有识别分子的纳米磁珠12的目标微粒富集于过滤通道104中的一预设位置。
步骤S243为检测步骤，用光源照射采样器10过滤通道104中富集有具有识别分子106的部分，激发连接至识别分子106并被上述荧光试剂标记的目标微粒发光，并检测其荧光发光强度。
在一具体实施方式中，该液体样本为一种体液样本，来自受试者的血液、唾液、尿液等。
步骤S231中所提供的采样器10中的过滤元件为孔径在200~1000纳米之间的纳米薄膜。采样器10中的识别分子106为一种Glypican-1抗体，该抗体连接于纳米磁珠108的表面。由于Glypican-1抗体可以与表面具有蛋白Glypican-1的胰腺癌细胞外泌体通过特异性抗体-抗原作用结合，因此，采样器10可以对体液样本中表面具有蛋白Glypican-1的胰腺癌细胞外泌体进行分离。
步骤S235和S239中所用的清洗液为生理缓冲液，例如具有与体液相近的pH值、盐浓度和渗透压的PBS、HEPES、MES、MOPS、PIPES等缓冲溶液，保护分离所得的胰腺癌细胞外泌体的生物活性。
步骤S237中的荧光试剂可以是表面修饰有特异性抗体的量子点。进一步地，该特异性抗体可以是能够与外泌体表面的膜蛋白CD63结合的单克隆抗体Anti-CD63，也可以是能够与外泌体表面的膜蛋白CD81结合的单克隆抗体Anti-CD81，亦或是能够与外泌体表面的膜蛋白CD9结合的单克隆抗体Anti-CD9。在一实施例中，选用两种不同尺寸的量子点，这两种量子点在同一激发波长下可以分别产生不同波长的红光和绿光。在该实施例中，用Anti-CD63修饰能够产生红光的量子点，用Anti-CD81修饰能够产生绿光的量子点，在步骤S237中作为荧光试剂分别对分离所得的癌细胞外泌体表面的蛋白CD81和CD63进行标记。
步骤S241中用磁铁将纳米磁珠108集中于采样器10的中部。
步骤S243中，用特定波长（或波长范围）的光照射采样器10的中部，激发采样器10中Glypican-1抗体上结合的胰腺癌细胞外泌体上标记的量子点发光，并检测荧光发光强度。可以理解的，在采用两种量子点标记的上述实施例中，需分别检测红光和绿光的发光强度。
进一步地，本发明的第二实施方式所提供的分析方法还可以包括数据处理步骤。例如，在上述的实施方式中，基于步骤S243检测所得的荧光强度计算得到液体样本中目标微粒的数量或浓度。
本发明所提供的分析方法，能够对目标微粒进行有选择的分离，特异性高，操作简单。
本发明的第三实施方式提供了一种分析装置，用于分析液体样本中的目标微粒。图5示出了该分析装置的一具体实施方式，分析装置20包括采样器10、样品池32、清洗池34、荧光试剂池36、检测模块50和控制模块70。
采样器10用于对液体样本中的目标微粒进行分离，包括液体流道、识别分子和至少两个过滤元件。该至少两个过滤元件被设置于该液体流道的两端，在该液体流道内构成了一个闭合的过滤通道。该识别分子被设置于该过滤通道内，可以与目标微粒通过共价键或非共价键作用力进行连接。可以理解的，该采样器液体流道的外部的至少一部分是一种透光材料。用于检测的激发光和检测光可以穿过该透光材料。采样器10还可以进一步包括驱动器16，驱动器16与采样器10相连接，用于驱动采样器10使液体进入或排出过滤通道104。驱动器16还可以驱动采样器10在样品池32、清洗池34和荧光试剂池36之间移动。驱动器16可以包括电磁阀和气缸泵，控制液体样本流入和流出采样器10，同时也控制液体样本进出采样器10的流量。可以理解的，驱动器16也可以采用其他元件以实现同样的功能。关于采样器10的更多实施方式可参照本发明的第一实施方式中的内容，此处不再赘叙。
样品池32、清洗池34和荧光试剂池36分别为采样器提供待分析的液体样本、清洗液和荧光试剂。分析装置20可以包括多个样品池32、清洗池34和荧光试剂池36。也可以设置换液单元对样品池32、清洗池34和荧光试剂池36内的液体进行更换，例如，在每次清洗采样器10后对清洗池34内的清洗液进行更换。
检测模块50包括发光单元52和检测器54。发光单元52可以包括单个光源或多个相同类型或不同类型的光源。光源可以是汞灯、发光二极管和激光器中的一种或几种的组合。本领域技术人员可以理解的，发光单元52可以包括任何一种能够激发具体实施例中所采用的荧光试剂发光的元件或设备，发光单元52可以进一步包括多种光学元件，诸如但不仅限于分束器、反射镜、准直透镜、滤光器和/或漫射器。进一步地，发光单元52可以连续产生不同波长或波长带的光，用于检测液体样本中的目标微粒。检测器54可以包括任意类型的光电检测器，诸如但不仅限于光电倍增管、雪崩光电二极管和/或电荷耦合器件。此外，检测器54还可以进一步包括滤光片、反射镜和/或透镜。本领域技术人员可以理解的，检测器54的类型取决于其所检测的光的类型，发光单元52和检测器54在分析装置20中的位置与采样器10的位置相关。
控制模块70可以控制采样器10和检测模块50协同工作。控制模块70控制采样器10分别移动至样品池32、清洗池34和荧光试剂池36，控制采样器10伸入和离开样品池32、清洗池34和荧光试剂池36，并控制液体进入或排出过滤通道104。
进一步地，该控制模块70还可以包括转换器72、处理器74和存储器76。该转换器72可以将检测器54得到的电信号转换为数据信号。该处理器74可以将数据信号进行处理得到被测的目标微粒的相关信息和/或将数据信号处理为图像。该存储器76可以保存一个或多个程序指令。控制模块70可以利用处理器74读取和执行存储器76中的程序指令，使分析装置20自动化的对待测的液体样本中的目标微粒进行分离和检测。
在一实施例中，分析装置20通过执行程序指令进行以下连续操作：
S303，控制模块70首先将采样器10移动至样品池32上方的一预设位置，将采样器10伸入样品池32内另一预设位置，将液体样本吸入采样器10，将分离后的液体样本从采样器10排出至样品池32，将采样器10从样品池32内移动至样品池32上方的一预设位置。
S305，控制模块70将采样器10移动至清洗池34上方的一预设位置，将采样器10伸入清洗池34内，将清洗液吸入采样器10，将清洗液从采样器10排出至清洗池34，再将采样器10从清洗池34内移动至清洗池34上方的一预设位置。
S307，控制模块70将采样器10移动至荧光试剂池36上方的一预设位置，将采样器10伸入荧光试剂池36内，将荧光试剂的溶液吸入采样器10，将荧光试剂的溶液从采样器10排出至荧光试剂池36，再将采样器10从荧光试剂池36内移动至荧光试剂池36上方的一预设位置。
S309，控制模块70再次将采样器10移动至清洗池34上方的一预设位置，将采样器10伸入清洗池34内，将清洗液吸入采样器10，将清洗液从采样器10排出至清洗池34，再将采样器10从清洗池34内移动至清洗池34上方的一预设位置。
S311，控制模块70将采样器10移动至检测模块50的发光单元52附近，使发光单元52产生的光的光路照射在采样器10中具有识别分子106上，激发连接至识别分子106的被荧光试剂标记的目标微粒发光，并检测荧光发光强度。
上述各步骤S303、S305、S307、S309和S311均可通过多次的单步骤重复执行以优化分离效果、荧光标记效果和检测结果。优选地，S305和S309两个清洗步骤应至少执行5~10次，将未结合的杂质或荧光试剂尽可能完全从采样器10中移除。
进一步地，对于过滤通道104中具有表面修饰有识别分子的纳米磁珠12的采样器10，由于纳米磁珠108在外加磁场的作用下可以被磁化而显示出磁性，分析装置20还可以在该采样器10的外部设置外加磁场90，如图6所示。通过设置外加磁场90的磁场方向、磁场强度和场强分布，使纳米磁珠108集中于在过滤通道104中的任一预设位置。此外，也可以通过控制模块70改变外加磁场90的磁场方向、磁场强度和场强分布，从而使纳米磁珠108在检测时位于过滤通道104中的特定位置，协同检测单元各部分进行光学检测。
分析装置20可以包括多个样品池32，为采样器10提供多个待测的液体样本。控制模块70可以控制采样器10移动至对应于每个样品池上方和每个样品池内的多个预设位置，控制采样器10吸入和排出液体样品。具体地，控制模块70可以按顺序连续循环地执行上述步骤S303、S305、S307、S309和S311，通过控制每次循环中步骤S303中采样器10的移动位置，对每个样品池32内待测液体样本进行取样和分离。显而易见地，也可以维持采样器10的位置不变，通过控制各个样品池32的位置，实现多个待测液体样本的自动化分析。
进一步地，分析装置20还可以包括多个采样器10，通过控制模块70控制多个采样器10同时对多个液体样本进行分离，之后控制各个采样器10依次移动至检测模块50，按顺序对各个液体样本中的目标微粒进行检测。显而易见地，分析装置20也可以包括多个检测模块50，每个检测模块50对应于一个采样器10对液体样本中的目标微粒进行检测。
在一具体实施方式中，分析装置20用于分析受试者体液样本中的胰腺癌癌细胞外泌体。在分析装置20中，采样器10的过滤通道104中具有表面修饰有Glypican-1抗体的纳米磁珠，样品池32中载有受试者的体液样本，清洗池34中载有磷酸缓冲盐溶液 (PBS)，荧光试剂池36中载有两种不同尺寸的量子点且每种量子点的表面修饰有不同的特异性抗体，检测模块50包括汞灯和光电二极管。具体地，荧光试剂池36中的两种量子点在同一激发波长下可以分别产生不同波长的红光和绿光，能够产生红光的量子点表面连接有Anti-CD63抗体，够产生绿光的量子点的表面连接有Anti-CD81抗体。可以理解的，该分析装置20可以实现对体液样本中的胰腺癌癌细胞外泌体的分离和检测，对早期胰腺癌进行诊断和筛查。
本发明所提供的分析装置能够对目标微粒进行快速的自动化分析，用一个装置连续地实现液体样本中目标微粒的分离和检测。更具体地，本发明所提供的分析装置，能够对体液样本中的特异性外泌体进行自动化的分离和检测，并且可以对大量体液样本进行快速连续的分析，相较于现有技术，大大提高了分析效率，减轻了相关技术人员的工作量。
上述给出了本发明的一些实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施方式的限制，以上实施方式仅是用于解释权利要求书。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或者替换，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种采样器，用于采集分离液体样本中的目标微粒，包括：
液体流道；
设置在所述液体流道内的第一过滤元件，所述液体样本流入所述液体流道并经所述第一过滤元件过滤；以及
设置在所述液体流道内的识别分子，所述识别分子用于从过滤后的所述液体样本中识别捕捉所述目标微粒。
2.如权利要求1所述的采样器，其特征在于，还包括设置在所述液体流道内的第二过滤元件，所述识别分子附着在所述第一过滤元件和第二过滤元件之间的所述液体流道的内壁和/或附着在所述第二过滤元件上。
3.如权利要求2所述的采样器，其特征在于，所述识别分子选自单克隆抗体、多克隆抗体、抗原和半抗原中的一种或几种的组合。
4.如权利要求1-3任一项所述的采样器，其特征在于，所述识别分子连接在纳米磁珠上。
5.如权利要求2所述的采样器，其特征在于，所述第一过滤元件及第二过滤元件均为多孔膜，所述多孔膜的孔径为200~1000 纳米。
6.一种分析液体样本中的目标微粒的方法，包括如下步骤：
使用如权利要求1所述的采样器进行采样分离得到所述目标微粒；
对连接至所述识别分子的目标微粒的信息进行检测分析。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括荧光标记步骤，所述荧光标记步骤采用荧光试剂将连接至所述识别分子的所述目标微粒进行荧光标记，所述检测步骤用光源激发分离所得的所述目标微粒上的荧光试剂发光，并检测荧光发光强度。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述液体样本为体液，所述目标微粒为胰腺癌细胞的外泌体，所述识别分子为Glypican-1抗体，所述荧光试剂为表面连接有特异性抗体的量子点，所述特异性抗体选自Anti-CD9、Anti-CD63或Anti-CD81中的一种或几种的组合。
9.一种分析装置，用于分析液体样本中的目标微粒，包括检测分析单元和如权利要求1所述的采样器，所述检测分析单元对连接至所述识别分子的所述目标微粒的信息进行检测分析。
10.如权利要求9所述的分析装置，其特征在于，所述分析装置还包括荧光试剂池，所述荧光试剂池提供荧光试剂对连接至所述识别分子的所述目标微粒进行荧光标记，所述荧光试剂选自有机荧光分子、荧光脂质体、量子点和纳米金中的一种或几种的组合；所述检测分析单元激发被所述荧光试剂标记的分离所得的目标微粒发光，并检测分析其荧光发光强度。
11.如权利要求9所述的分析装置，其特征在于，所述识别分子连接在纳米磁珠上，所述分析装置还包括外加磁场，所述外加磁场具有预设的磁场方向、磁场强度和场强分布，用于将所述纳米磁珠集中于所述液体流道中的预设位置。
12.如权利要求9所述的分析装置，其特征在于，所述分析装置还包括控制模块，所述控制模块控制液体流入和流出所述采样器的液体流道，所述控制模块控制所述采样器移动至各个预设位置，并控制所述采样器和所述检测分析单元工作。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109459571A (zh) * 2018-11-08 2019-03-12 浙江大学 基于微流控和化学发光免疫分析的超顺磁纳米微粒外泌体分离检测系统及其应用
CN109628277A (zh) * 2019-01-23 2019-04-16 东南大学 一种外泌体内肿瘤标志miRNA的分离和检测系统及方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1628247A (zh) * 2001-07-03 2005-06-15 包刚 过滤型蛋白芯片
CN101158694A (zh) * 2007-09-21 2008-04-09 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种集成微孔膜的微流控芯片的制备方法
CN101452003A (zh) * 2007-11-28 2009-06-10 中国科学院大连化学物理研究所 一种完全集成于微流控芯片的储液池微泵
US20100248258A1 (en) * 2009-03-20 2010-09-30 National Cheng Kung University Immunoassay biochip
CN201707336U (zh) * 2010-05-11 2011-01-12 山东大学 快速定量检测心肌肌钙蛋白i的试条装置
CN103323590A (zh) * 2013-06-08 2013-09-25 上海云泽生物科技有限公司 一种基于纤维膜捕集分离的定量检测装置及其检测方法
CN103852465A (zh) * 2012-11-30 2014-06-11 通用电气公司 检测标记蛋白的方法和装置
CN205199533U (zh) * 2015-12-17 2016-05-04 广州万孚生物技术股份有限公司 一种检测用微流控芯片

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1628247A (zh) * 2001-07-03 2005-06-15 包刚 过滤型蛋白芯片
CN101158694A (zh) * 2007-09-21 2008-04-09 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种集成微孔膜的微流控芯片的制备方法
CN101452003A (zh) * 2007-11-28 2009-06-10 中国科学院大连化学物理研究所 一种完全集成于微流控芯片的储液池微泵
US20100248258A1 (en) * 2009-03-20 2010-09-30 National Cheng Kung University Immunoassay biochip
CN201707336U (zh) * 2010-05-11 2011-01-12 山东大学 快速定量检测心肌肌钙蛋白i的试条装置
CN103852465A (zh) * 2012-11-30 2014-06-11 通用电气公司 检测标记蛋白的方法和装置
CN103323590A (zh) * 2013-06-08 2013-09-25 上海云泽生物科技有限公司 一种基于纤维膜捕集分离的定量检测装置及其检测方法
CN205199533U (zh) * 2015-12-17 2016-05-04 广州万孚生物技术股份有限公司 一种检测用微流控芯片

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109459571A (zh) * 2018-11-08 2019-03-12 浙江大学 基于微流控和化学发光免疫分析的超顺磁纳米微粒外泌体分离检测系统及其应用
CN109628277A (zh) * 2019-01-23 2019-04-16 东南大学 一种外泌体内肿瘤标志miRNA的分离和检测系统及方法
CN109628277B (zh) * 2019-01-23 2022-02-01 东南大学 一种外泌体内肿瘤标志miRNA的分离和检测系统及方法

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