CN108048298A - 一种脐带组织间充质干细胞分离装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及细胞分离技术领域，尤其涉及一种脐带组织间充质干细胞分离装置及其控制方法，它包括控制器、主体以及控制门（3），分离腔（2）内设有离心管架（4）、培养皿架（5）、第一培养瓶放置架（6）、离心机（7）、摇床（8）、第一机械手（9）、加液器（10）、第二机械手（11）、取液器（12）、第三机械手（13）、吹打机构（14）以及第四机械手（15），所述培养腔（1）内设有第二培养瓶放置架（16），这种脐带组织间充质干细胞分离装置及其控制方法能自动分离间充质干细胞。

Description

一种脐带组织间充质干细胞分离装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及细胞分离技术领域，尤其涉及一种脐带组织间充质干细胞分离装置及其控制方法。

背景技术

间充质干细胞是干细胞的一种，来源于发育早期中的胚胎层，具有较高的分化潜能，广泛存在于人体的骨髓、脂肪、脐带等结缔组织和器官间质中，具有自我更新，高度增值以及多向分化潜能，在体外特定的诱导条件下，可分化为脂肪、骨、软骨、肌肉、心肌、内皮等多种组织细胞，连续培养和冻存后仍有分化潜能，逐渐成为组织工程和基因治疗领域中极具实用价值的细胞来源，为临床治疗越来越受到人们的重视。

现有技术的间充质干细胞一般都是通过人手工进行分离的，这样的操作方式具有以下缺点：1、采用手动操作，难以精确控制生理盐水与培养液的用量；2、手动操作的操作环境一般不受控制，这样可能影响分离出来的间充质干细胞；3、采用手动操作，所以效率较低，并且容易出错；4、采用手动操作，不能任意选定分离时间，需要有操作员时才可以进行分离操作。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是：提供一种能自动分离间充质干细胞的脐带组织间充质干细胞分离装置。

本发明所采用的一个技术方案是：一种脐带组织间充质干细胞分离装置，它包括控制器、设有培养腔与分离腔的主体以及设置在培养腔与分离腔之间的控制门，分离腔内设有离心管架、培养皿架、第一培养瓶放置架、离心机、摇床、第一机械手、加液器、第二机械手、取液器、第三机械手、吹打机构以及第四机械手，培养腔内设有第二培养瓶放置架，且控制门、加液器、取液器、吹打机构、离心机、摇床、第一机械手、第二机械手、第三机械手以及第四机械手均与控制器电连接，

加液器，用于像容器内加入液体；

取液器，用于取出容器内的液体或者将取出的液体重新加入回容器；

吹打机构，用于吹打容器内的液体；

离心机，用于给离心管进行离心；

摇床，用于恒温摇晃培养；

第一机械手，用于抓取容器进行移动；

第二机械手，用于抓取脐带以及脐带切碎后的颗粒；

第三机械手，用于切割脐带；

第四机械手，用于挤出脐带残留的脐带血。

培养腔与分离腔内均设有环境调节机构，环境调节机构与控制器电连接。

加液器包括加液头、用于容置不同液体的多个容置瓶以及用于抽取容置瓶内的液体的动力机构，且多个容置瓶通过切换机构与加液头连通，切换机构以及动力机构均与控制器电连接。

取液器包括取液头、废液瓶、切换件以及与取液头连通用于产生正反向吸力的动力件，多个容置瓶以及废液瓶均通过切换件与取液头连通，切换件以及动力件均与控制器电连接。

加液头以及取液头上均设置有枪头，且分离腔内设有枪头架，且它还包括用于更换加液头以及取液头上的枪头的第五机械手，第五机械手与控制器电连接。

采用以上结构与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过控制器控制各个组件工作，进而可以实现间充质干细胞的自动分离与培养，这样控制精确，而且分离效率较高，并且不用限定分离时间，即使操作员不在也可以自动进行分离。

设置调节机构，这样可以很好的控制分离腔与培养腔内的环境，如二氧化碳浓度，温度以及湿度等，进而使得在分离培养室对细胞影响较小。

通过切换机构来控制加液头的出液类型，这样只需要一个加液头即可实现加不同种类液体的需求，占用体积较小，使用方便。

通过切换件来控制取液后液体是准备扔掉还是重新使用，这样就可以作为中间过渡，操作更加方便简洁。

设置了枪头架与第五机械手，这样每次加完液或者取完液都可以通过第五机械手来更换枪头，使得试验更加准确。

本发明所要解决的另一个技术问题是：提供一种能自动分离间充质干细胞的脐带组织间充质干细胞分离装置的控制方法。

本发明所采用的的另一个技术方案是：一种脐带组织间充质干细胞分离装置的控制方法，它包括以下步骤：

S1、将装有脐带的离心管放置到离心管架上；

S2、第一机械手抓取1号培养皿移动到加液器下加入X1容量生理盐水，然后将1号培养皿放回培养皿架上；

S3、第二机械手从带有脐带的离心管内抓取脐带放置到1号培养皿中并且夹住脐带一端；

S4、第四机械手从脐带一端开始将脐带中残留的脐带血挤出；

S5、第二机械手将脐带移动到2号培养皿中，同时夹住脐带，且第三机械手工作将脐带切割成颗粒状；

S6、第一机械手将2号培养皿移动到加液器下加入X2容量生理盐水，然后第一机械手摇晃2号培养皿，清洗颗粒状的脐带，之后第一机械手将2号培养皿移动到取液器下吸走培养皿中的液体；

S7、重复步骤S6中的操作A次；

S8、第二机械手将2号培养皿中的颗粒取出加入到空的1号离心管内，然后移动到加液器下加入X3容量的0.2%胶原酶II，然后第一机械手将1号离心管放置到摇床消化T1时间；

S9、第一机械手从摇床上取下1号离心管，移动到取液器下取出X4容量细胞液，然后第一机械手将1号离心管放回离心管放置架，取出空的2号离心管，之后带着2号离心管移动到取液器下加入刚才取出的X4容量细胞液；

S10、第一机械手再取出1号离心管移动到取液器下再取出X4容量细胞液，然后第一机械手将1号离心管放回离心管放置架，取出空的3号离心管，之后带着3号离心管移动到取液器下加入刚才取出的X4容量细胞液；

S11、第一机械手分别将2号离心管以及3号离心管移动到加液器下加入X5容量洗脱液，然后再分别将2号离心管以及3号离心管移动到离心机，在以300rpm的转速进行离心T2时间；

S12、第一机械手将2号离心管取出，移动到取液器下吸取2号离心管内的X6容量上清液，然后将2号离心管放置回离心管放置架，之后抓起空的4号离心管移动到取液器下加入刚才取出的X6容量上清液，然后摇晃4号离心管，并且将4号离心管移动到离心机内；

S13、第一机械手将3号离心管取出，移动到取液器下吸取3号离心管内的X6容量上清液，然后将3号离心管放置回离心管放置架，之后抓起空的5号离心管移动到取液器下加入刚才取出的X6容量上清液，然后摇晃5号离心管，并且将5号离心管移动到离心机内；

S14、离心机工作，以2000rpm的转速进行离心T3时间；

S15、第一机械手抓取4号离心管移动到取液器下取出X7容量上清液，然后移动到加液器下加入X8容量洗脱液，之后移动到吹打机构下进行吹打B次，再移动到加液器下加入X9容量洗脱液，之后再将4号离心管移动到离心机内；

S16、第一机械手抓取5号离心管移动到取液器下取出X7容量上清液，然后移动到加液器下加入X8容量洗脱液，之后移动到吹打机构下进行吹打B次，再移动到加液器下加入X9容量洗脱液，之后再将5号离心管移动到离心机内；

S17、离心机工作，以2000rpm的转速进行离心T4时间；

S18、重复一次步骤S15到步骤S17；

S19、第一机械手抓取4号离心管移动到加液器下加入X10容量培养基，再移动到吹打机构下吹打C次，之后第一机械手将4号离心管内的细胞液倒入到放置在第一培养瓶放置架上的空的1号培养瓶内，并且将4号离心管放置回离心管放置架，然后第一机械手抓取1号培养瓶移动到加液器下加入X11容量培养液，第一机械手摇晃培养瓶，然后控制控制门打开，然后第一机械手将1号培养瓶移动到培养腔内的第二培养瓶放置架上，然后关闭控制门；

S20、第一机械手抓取5号离心管移动到加液器下加入X10容量培养基，再移动到吹打机构下吹打C次，之后第一机械手将5号离心管内的细胞液倒入到放置在第一培养瓶放置架上的空的2号培养瓶内，并且将5号离心管放置回离心管放置架，然后第一机械手抓取2号培养瓶移动到加液器下加入X11容量培养液，第一机械手摇晃培养瓶，然后控制控制门打开，然后第一机械手将2号培养瓶移动到培养腔内的第二培养瓶放置架上，然后关闭控制门。

采用以上方法与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过控制器控制多个机械手、加液器、取液器、摇床、离心机以及吹打机构等的配合工作，能很好的实现自动分离间充质干细胞，这样操作方便，且精确度较高，效率也较高。

附图说明

图1为本发明一种脐带组织间充质干细胞分离装置的结构示意图。

如图所示：1、培养腔；2、分离腔；3、控制门；4、离心管架；5、培养皿架；6、第一培养瓶放置架；7、离心机；8、摇床；9、第一机械手；10、加液器；11、第二机械手；12、取液器；13、第三机械手；14、吹打机构；15、第四机械手；16、第二培养瓶放置架；17、枪头架；18、第五机械手。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施方式对本发明做进一步描述，但是本发明不仅限于以下具体实施方式。

一种脐带组织间充质干细胞分离装置，它包括控制器、设有培养腔1与分离腔2的主体以及设置在培养腔与分离腔之间的控制门3，分离腔2内设有离心管架4、培养皿架5、第一培养瓶放置架6、离心机7、摇床8、第一机械手9、加液器10、第二机械手11、取液器12、第三机械手13、吹打机构14以及第四机械手15，培养腔1内设有第二培养瓶放置架16，且控制门3、加液器10、取液器12、吹打机构14、离心机7、摇床8、第一机械手9、第二机械手11、第三机械手13以及第四机械手15均与控制器电连接，

加液器，用于像容器内加入液体；

取液器，用于取出容器内的液体或者将取出的液体重新加入回容器；

吹打机构，用于吹打容器内的液体；

离心机，用于给离心管进行离心；

摇床，用于恒温摇晃培养；

第一机械手，用于抓取容器进行移动；

第二机械手，用于抓取脐带以及脐带切碎后的颗粒；

第三机械手，用于切割脐带；

第四机械手，用于挤出脐带残留的脐带血。

培养腔1与分离腔2内均设有环境调节机构，环境调节机构与控制器电连接。

加液器10包括加液头、用于容置不同液体的多个容置瓶以及用于抽取容置瓶内的液体的动力机构，且多个容置瓶通过切换机构与加液头连通，切换机构以及动力机构均与控制器电连接。

取液器12包括取液头、废液瓶、切换件以及与取液头连通用于产生正反向吸力的动力件，多个容置瓶以及废液瓶均通过切换件与取液头连通，切换件以及动力件均与控制器电连接。

加液头以及取液头上均设置有枪头，且分离腔内设有枪头架17，且它还包括用于更换加液头以及取液头上的枪头的第五机械手18，第五机械手18与控制器电连接。

一种脐带组织间充质干细胞分离装置的控制方法，它包括以下步骤：

S1、将装有脐带的离心管放置到离心管架上；

S2、第一机械手抓取1号培养皿移动到加液器下加入10ml容量生理盐水，然后将1号培养皿放回培养皿架上；

S3、第二机械手从带有脐带的离心管内抓取脐带放置到1号培养皿中并且夹住脐带一端；

S4、第四机械手从脐带一端开始将脐带中残留的脐带血挤出；

S5、第二机械手将脐带移动到2号培养皿中，同时夹住脐带，且第三机械手工作将脐带切割成颗粒状；

S6、第一机械手将2号培养皿移动到加液器下加入10ml容量生理盐水，然后第一机械手摇晃2号培养皿，清洗颗粒状的脐带，之后第一机械手将2号培养皿移动到取液器下吸走培养皿中的液体；

S7、重复步骤S6中的操作2次；

S8、第二机械手将2号培养皿中的颗粒取出加入到空的1号离心管内，然后移动到加液器下加入20ml容量的0.2%胶原酶II，然后第一机械手将1号离心管放置到37℃，250rpm摇床消化2h时间；

S9、第一机械手从摇床上取下1号离心管，移动到取液器下取出10ml容量细胞液，然后第一机械手将1号离心管放回离心管放置架，取出空的2号离心管，之后带着2号离心管移动到取液器下加入刚才取出的10ml容量细胞液；

S10、第一机械手再取出1号离心管移动到取液器下再取出10ml容量细胞液，然后第一机械手将1号离心管放回离心管放置架，取出空的3号离心管，之后带着3号离心管移动到取液器下加入刚才取出的10ml容量细胞液；

S11、第一机械手分别将2号离心管以及3号离心管移动到加液器下加入40ml容量洗脱液，然后再分别将2号离心管以及3号离心管移动到离心机，在以300rpm的转速进行离心5min时间；

S12、第一机械手将2号离心管取出，移动到取液器下吸取2号离心管内的10ml容量上清液，然后将2号离心管放置回离心管放置架，之后抓起空的4号离心管移动到取液器下加入刚才取出的10ml容量上清液，然后摇晃4号离心管，并且将4号离心管移动到离心机内；

S13、第一机械手将3号离心管取出，移动到取液器下吸取3号离心管内的10ml容量上清液，然后将3号离心管放置回离心管放置架，之后抓起空的5号离心管移动到取液器下加入刚才取出的10ml容量上清液，然后摇晃5号离心管，并且将5号离心管移动到离心机内；

S14、离心机工作，以2000rpm的转速进行离心10min时间；

S15、第一机械手抓取4号离心管移动到取液器下取出5ml容量上清液，然后移动到加液器下加入10ml容量洗脱液，之后移动到吹打机构下进行吹打5次，再移动到加液器下加入40ml容量洗脱液，之后再将4号离心管移动到离心机内；

S16、第一机械手抓取5号离心管移动到取液器下取出5ml容量上清液，然后移动到加液器下加入10ml容量洗脱液，之后移动到吹打机构下进行吹打5次，再移动到加液器下加入40ml容量洗脱液，之后再将5号离心管移动到离心机内；

S17、离心机工作，以2000rpm的转速进行离心5min时间；

S18、重复一次步骤S15到步骤S17；

S19、第一机械手抓取4号离心管移动到加液器下加入1ml容量培养基，再移动到吹打机构下吹打5次，之后第一机械手将4号离心管内的细胞液倒入到放置在第一培养瓶放置架上的空的1号培养瓶内，并且将4号离心管放置回离心管放置架，然后第一机械手抓取1号培养瓶移动到加液器下加入14ml容量培养液，第一机械手摇晃培养瓶，然后控制控制门打开，然后第一机械手将1号培养瓶移动到培养腔内的第二培养瓶放置架上，然后关闭控制门；

S20、第一机械手抓取5号离心管移动到加液器下加入1ml容量培养基，再移动到吹打机构下吹打5次，之后第一机械手将5号离心管内的细胞液倒入到放置在第一培养瓶放置架上的空的2号培养瓶内，并且将5号离心管放置回离心管放置架，然后第一机械手抓取2号培养瓶移动到加液器下加入14ml容量培养液，第一机械手摇晃培养瓶，然后控制控制门打开，然后第一机械手将2号培养瓶移动到培养腔内的第二培养瓶放置架上，然后关闭控制门。

Claims (6)

1.一种脐带组织间充质干细胞分离装置，其特征在于：它包括控制器、设有培养腔（1）与分离腔（2）的主体以及设置在培养腔与分离腔之间的控制门（3），分离腔（2）内设有离心管架（4）、培养皿架（5）、第一培养瓶放置架（6）、离心机（7）、摇床（8）、第一机械手（9）、加液器（10）、第二机械手（11）、取液器（12）、第三机械手（13）、吹打机构（14）以及第四机械手（15），所述培养腔（1）内设有第二培养瓶放置架（16），且所述控制门（3）、加液器（10）、取液器（12）、吹打机构（14）、离心机（7）、摇床（8）、第一机械手（9）、第二机械手（11）、第三机械手（13）以及第四机械手（15）均与控制器电连接，

所述加液器，用于像容器内加入液体；

取液器，用于取出容器内的液体或者将取出的液体重新加入回容器；

吹打机构，用于吹打容器内的液体；

离心机，用于给离心管进行离心；

摇床，用于恒温摇晃培养；

第一机械手，用于抓取容器进行移动；

第二机械手，用于抓取脐带以及脐带切碎后的颗粒；

第三机械手，用于切割脐带；

第四机械手，用于挤出脐带残留的脐带血。

2.根据权利要求1所述的一种脐带组织间充质干细胞分离装置，其特征在于：所述培养腔（1）与分离腔（2）内均设有环境调节机构，所述环境调节机构与控制器电连接。

3.根据权利要求1所述的一种脐带组织间充质干细胞分离装置，其特征在于：所述加液器（10）包括加液头、用于容置不同液体的多个容置瓶以及用于抽取容置瓶内的液体的动力机构，且所述多个容置瓶通过切换机构与加液头连通，所述切换机构以及动力机构均与控制器电连接。

4.根据权利要求1所述的一种脐带组织间充质干细胞分离装置，其特征在于：所述取液器（12）包括取液头、废液瓶、切换件以及与取液头连通用于产生正反向吸力的动力件，所述多个容置瓶以及废液瓶均通过切换件与取液头连通，所述切换件以及动力件均与控制器电连接。

5.根据权利要求3或4所述的一种脐带组织间充质干细胞分离装置，其特征在于：所述加液头以及取液头上均设置有枪头，且所述分离腔内设有枪头架（17），且它还包括用于更换加液头以及取液头上的枪头的第五机械手（18），所述第五机械手（18）与控制器电连接。

6.一种脐带组织间充质干细胞分离装置的控制方法，其特征在于，它包括以下步骤：

S1、将装有脐带的离心管放置到离心管架上；

S2、第一机械手抓取1号培养皿移动到加液器下加入X1容量生理盐水，然后将1号培养皿放回培养皿架上；

S3、第二机械手从带有脐带的离心管内抓取脐带放置到1号培养皿中并且夹住脐带一端；

S4、第四机械手从脐带一端开始将脐带中残留的脐带血挤出；

S5、第二机械手将脐带移动到2号培养皿中，同时夹住脐带，且第三机械手工作将脐带切割成颗粒状；

S6、第一机械手将2号培养皿移动到加液器下加入X2容量生理盐水，然后第一机械手摇晃2号培养皿，清洗颗粒状的脐带，之后第一机械手将2号培养皿移动到取液器下吸走培养皿中的液体；

S7、重复步骤S6中的操作A次；

S8、第二机械手将2号培养皿中的颗粒取出加入到空的1号离心管内，然后移动到加液器下加入X3容量的0.2%胶原酶II，然后第一机械手将1号离心管放置到摇床消化T1时间；

S9、第一机械手从摇床上取下1号离心管，移动到取液器下取出X4容量细胞液，然后第一机械手将1号离心管放回离心管放置架，取出空的2号离心管，之后带着2号离心管移动到取液器下加入刚才取出的X4容量细胞液；

S10、第一机械手再取出1号离心管移动到取液器下再取出X4容量细胞液，然后第一机械手将1号离心管放回离心管放置架，取出空的3号离心管，之后带着3号离心管移动到取液器下加入刚才取出的X4容量细胞液；

S11、第一机械手分别将2号离心管以及3号离心管移动到加液器下加入X5容量洗脱液，然后再分别将2号离心管以及3号离心管移动到离心机，在以300rpm的转速进行离心T2时间；

S12、第一机械手将2号离心管取出，移动到取液器下吸取2号离心管内的X6容量上清液，然后将2号离心管放置回离心管放置架，之后抓起空的4号离心管移动到取液器下加入刚才取出的X6容量上清液，然后摇晃4号离心管，并且将4号离心管移动到离心机内；

S13、第一机械手将3号离心管取出，移动到取液器下吸取3号离心管内的X6容量上清液，然后将3号离心管放置回离心管放置架，之后抓起空的5号离心管移动到取液器下加入刚才取出的X6容量上清液，然后摇晃5号离心管，并且将5号离心管移动到离心机内；

S14、离心机工作，以2000rpm的转速进行离心T3时间；

S15、第一机械手抓取4号离心管移动到取液器下取出X7容量上清液，然后移动到加液器下加入X8容量洗脱液，之后移动到吹打机构下进行吹打B次，再移动到加液器下加入X9容量洗脱液，之后再将4号离心管移动到离心机内；

S16、第一机械手抓取5号离心管移动到取液器下取出X7容量上清液，然后移动到加液器下加入X8容量洗脱液，之后移动到吹打机构下进行吹打B次，再移动到加液器下加入X9容量洗脱液，之后再将5号离心管移动到离心机内；

S17、离心机工作，以2000rpm的转速进行离心T4时间；

S18、重复一次步骤S15到步骤S17；

S19、第一机械手抓取4号离心管移动到加液器下加入X10容量培养基，再移动到吹打机构下吹打C次，之后第一机械手将4号离心管内的细胞液倒入到放置在第一培养瓶放置架上的空的1号培养瓶内，并且将4号离心管放置回离心管放置架，然后第一机械手抓取1号培养瓶移动到加液器下加入X11容量培养液，第一机械手摇晃培养瓶，然后控制控制门打开，然后第一机械手将1号培养瓶移动到培养腔内的第二培养瓶放置架上，然后关闭控制门；

S20、第一机械手抓取5号离心管移动到加液器下加入X10容量培养基，再移动到吹打机构下吹打C次，之后第一机械手将5号离心管内的细胞液倒入到放置在第一培养瓶放置架上的空的2号培养瓶内，并且将5号离心管放置回离心管放置架，然后第一机械手抓取2号培养瓶移动到加液器下加入X11容量培养液，第一机械手摇晃培养瓶，然后控制控制门打开，然后第一机械手将2号培养瓶移动到培养腔内的第二培养瓶放置架上，然后关闭控制门。