CN108865654A - 一种细胞分选装置及分选方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种细胞分选装置，包括流体管道、细胞分选单元、细胞输送单元和磁场组件。细胞分选单元包括至少一个细胞分选室，流体管道顺次连通细胞分选室，细胞分选室内盛放有抗体修饰的磁珠；位于同一细胞分选室内的抗体结合的细胞种类相同，且至少一个细胞分选室内的抗体与其他细胞分选室内的抗体结合的细胞种类不同。利用细胞分选室内的磁珠实现对不同种类细胞的特异性识别和结合，并通过磁场组件产生的磁力吸附磁珠，使目标细胞积累于对应的细胞分选室内，实现对活细胞的分选，具有特异性强、灵敏度高，且不需要对样品溶液进行前处理的优势。本发明还公开了一种细胞分选方法，利用上述的细胞分选装置，能够实现对活细胞的高效分选。

Description

一种细胞分选装置及分选方法

技术领域

本发明涉及生物医学工程技术领域，具体涉及一种细胞分选装置及分选方法。

背景技术

血液的应用越来越广泛，常用于食品、生物制品、饲料和临床医疗等行业。目前，在临床上普遍采用成分输血，其通常需要将红细胞和血小板分离开，成分输血不仅能节约血源，而且还具有一血多用，针对性强和便于保存运输等优点，因此，高效且安全的分离出血液中的主要成分显得尤为重要。

血液中血细胞的分离常用离心法分离或薄膜法分离，离心法分离血细胞的主要步骤如下：(1)将血液适量地加入血液分离机中；(2)打开机器以一定的转速运行一段时间；(3)取走血液分离机中上层的血浆，剩下的液体即为血细胞悬浮液；(4)根据血细胞不同用途的要求，对血细胞进行反复的洗涤，如加入等渗溶液后离心，并取走上清液。薄膜法分离血细胞的主要步骤如下：(1)打开连接全血容器的蠕动泵，把处理好的血液压入血浆分离器中；(2)打开连接空容器的蠕动泵，从血浆分离器中抽取血浆；(3)血液连续通过血浆分离器，直到得到满足要求的浓缩血细胞溶液为止。

无论离心法或薄膜法，都会较大地损伤血细胞，因而在后续的成分输血中会严重影响血细胞的活性，并且都无法处理少量或微量血液。因此，如何简单且安全地分离血液中的血细胞显得尤为重要。

另外，某些疾病可以或必须要对一些病变的细胞(或靶细胞)进行鉴别，分析，以作为临床诊断，病患跟踪和患者预后的特定指标。血液循环癌细胞(Circulating tumorcells)就是一例。有关血液循环癌细胞，是由托马斯·阿什沃思(Thomas Ashworth)一个多世纪前最先报道的。然而，在相当长的一段时间内，人们对血液循环癌细胞的研究很少，对其认识和理解的程度也相当有限。究其原因，其中之一主要是因为检测和抽取血液循环癌细胞的技术不成熟，因为血液循环癌细胞是以极少量的数量存在于血液之中，一般的血液检测方法基本上达不到检测血液中的癌细胞的灵敏度。近年来，新技术的应用已经证明，检测血液循环癌细胞是可以帮助医生对病患进行诊断，跟踪和预后的，同时也可以及时评估病患对临床治疗处理的效果，特别是对于癌症已经扩散的病人。血液中癌细胞的数量跟病患的总的生存率密切相关。一些临床研究表明，某些类型的癌症，如转移性乳腺癌，大肠癌，前列腺癌等，血液中癌细胞的数量越多，通常病人的死亡率也越高。因此，研究和解明血液循环癌细胞的特点和寻找相应的临床处理措施，对防止癌症的扩散和复发，有着非常重要的意义。

Cell-Search检测系统是目前检测CTC的自动化程度最高的检测技术，具有较高的免疫性、敏感性和可重复性，是目前唯一被美国食品和药品管理局(FDA)用于转移性乳腺癌、结直肠癌及前列腺癌检测的新技术。但是Cell-Search检测系统具有成本高，检测效率低，无法实现活细胞捕获进行后续基因检测。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题在于解决现有技术中对血液中目标细胞进行分类筛选时容易造成细胞的损伤和死亡，无法实现活细胞分选，并且分选的效率低、成本高的缺陷。

为此，本发明提供了如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种细胞分选装置，包括：

流体管道，所述流体管道的两端形成与外界连通的第一开口和第二开口；

细胞分选单元，包括至少一个细胞分选室，沿着所述流体管道内流体流动方向，所述流体管道顺次连通所述细胞分选室，在所述细胞分选室的两侧壁上分别形成流入口和流出口，各所述细胞分选室的顶部连接有缓冲液管道；所述细胞分选室内盛放有抗体修饰的磁珠，位于同一所述细胞分选室内的所述抗体结合的细胞种类相同，且至少一个所述细胞分选室内的所述抗体与其他细胞分选室内的所述抗体结合的细胞种类不同；

细胞输送单元，包括连接在所述细胞分选室的底部壁面上的第一管道，和设置在所述第一管道外侧壁面上的细胞计数组件；

磁场组件，位于所述细胞分选室的下方，用于产生磁力以分选出与磁珠结合的细胞。

优选地，上述的细胞分选装置，细胞分选室内还设置有磁性搅拌件，用于混匀所述细胞分选室内的溶液。

优选地，上述的细胞分选装置，磁场组件为平行于所述流体管道的磁铁或通电导线。

优选地，上述的细胞分选装置，所述细胞分选室与所述第一管道的连接位置处设置有第一控制开关，用于控制所述细胞分选室与所述第一管道的连通；

所述细胞分选室与所述缓冲液管道的连接位置处设置有第二控制开关，用于控制所述细胞分选室与所述缓冲液管道的连通；

所述细胞分选室的流出口位置处设置有第三控制开关，用于控制所述细胞分选室与所述流体管道在所述流出口位置处的连通；

所述第一控制开关、所述第二控制开关和所述第三控制开关分别连接控制单元。

优选地，上述的细胞分选装置，所述细胞计数组件包括光探测件和光收集件，所述光探测件发出的光信号由所述光收集件接收，所述光探测件与所述光收集件之间形成光照区域，所述第一管道内的细胞逐个通过所述光照区域。

优选地，上述的细胞分选装置，还包括：细胞接收单元，所述细胞接收单元连接所述第一管道。

进一步优选地，上述的细胞分选装置，还包括：细胞处理单元，所述细胞处理单元与所述第一管道相连，所述细胞处理单元位于所述细胞分选单元和所述细胞接收单元之间。

进一步优选地，上述的细胞分选装置，所述细胞处理单元包括与所述第一管道的单侧壁面连通的细胞处理室，和连接所述细胞处理室的第二管道；所述细胞处理室与所述第一管道的连接位置处设置有第四控制开关，用于控制所述细胞处理室与所述第一管道的连通；所述第四控制开关连接控制单元。

优选地，上述的细胞分选装置，所述细胞分选单元包括至少两个所述细胞分选室，且任意两个所述细胞分选室中的磁珠表面修饰的抗体结合的细胞种类不同。

第二方面，本发明提供了一种细胞分选方法，包括如下步骤：

(1)将包含若干种类目标细胞的样品溶液通过样品管道泵入流体管道，样品溶液经流体管道流入与流体管道相连的第一细胞分选室；

(2)样品溶液中的第一目标细胞与第一细胞分选室内磁珠表面修饰的抗体特异性结合，开启磁场组件，磁场组件产生磁力使结合有第一目标细胞的磁珠吸附在第一细胞分选室的底部；未结合磁珠的细胞随着样本溶液的流动经流体管道继续流入第二细胞分选室，样品溶液中的第二目标细胞在第二分选室中被分选出；

(3)重复步骤(2)，至第n目标细胞在第n细胞分选室中被分选出，其中，n≥2；

(4)细胞分选完成后，将分离缓冲液由各缓冲液管道分别泵入第一细胞分选室至第n细胞分选室，使第一细胞分选室至第n细胞分选室内的目标细胞与磁珠表面修饰的抗体分离；

(5)与磁珠表面修饰的抗体分离的目标细胞进入与细胞分选室连接的第一管道内，通过第一管道内的细胞计数组件完成对目标细胞的计数。

优选地，上述的细胞分选方法，还包括：

(6)所述目标细胞经所述第一管道进入细胞接收单元；或者，

所述目标细胞经所述第一管道进入细胞处理室，通过第二管道向所述细胞处理室内泵入细胞处理溶液，完成对所述目标细胞处理，将处理后的溶液继续经第一管道流入所述细胞接收单元。

本发明提供的技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的细胞分选装置，包括流体管道、细胞分选单元和磁场组件。

细胞分选单元，包括至少一个细胞分选室，所述流体管道顺次连通所述细胞分选室，在所述细胞分选室两侧壁上分别形成流入口和流出口，各所述细胞分选室的顶部连接有缓冲液管道；所述细胞分选室内盛放有抗体修饰的磁珠，位于同一所述细胞分选室内的所述抗体结合的细胞种类相同，且至少一个所述细胞分选室内的所述抗体与其他细胞分选室内的所述抗体结合的细胞种类不同。利用细胞分选室内抗体，使每个细胞分选室内的磁珠通过表面修饰的抗体能够结合特定种类的细胞，样品溶液经流体管道流经不同的细胞分选室时，样品溶液中的特定种类的细胞与细胞分选室内抗体修饰的磁珠结合，使特定种类的细胞被分选出来。利用磁场组件产生磁力，吸引磁珠吸附在细胞分选室的底部表面，磁珠表面通过抗体结合的细胞因此被留在该细胞分选室内。

样品溶液分别流经不同的细胞分选室，从而实现了对样品溶液中不同类别细胞的特定分选，分选出的细胞经细胞输送单元的第一管道被输送出细胞分选室，且在细胞输出的过程中利用第一管道外侧壁面上的细胞计数组件实现对细胞的计数，在对细胞进行分选的同时实现对细胞的数量监控，有利于后续的验证、检测试验的进行。

利用本发明提供的细胞分选装置，能够完成对血液样品中不同种类细胞的分选，且血液样品不需要进行预处理，以全血样本即可实现细胞的分选、分离，大大提高了细胞分选的效率。同时，细胞分选利用磁珠表面修饰的抗体与特定种类细胞表面的分子标志物的特异性结合实现，使细胞分选装置能够完成高特异性、高灵敏度的细胞分选，有利于实现对循环肿瘤细胞的特定分选。另一方面，利用本发明提供的细胞分选装置，对细胞分选时所需的分离步骤少，减少了对细胞的损害，有利于得到活的分选细胞。

2、本发明提供的细胞分选装置，所述细胞分选室内还盛放有磁性搅拌件，用于混匀所述细胞分选室内的溶液。在细胞分选完成后，通过磁场组件的控制磁性搅拌件进行周期性转动，以混匀细胞分选室中的磁珠，避免磁珠在细胞分选室的底部沉积，有利于后续细胞与磁力的分离和细胞的输出。

3、本发明提供的细胞分选装置，所述磁场组件为平行于所述流体管道的磁铁或通电导线。利用磁铁或者通电导线产生的磁场，能够使细胞分选室内磁珠在磁力作用下吸附到细胞分选室的底部表面，使与磁珠结合的细胞不会因样品溶液的流动被移动至其他细胞分选室内。

4、本发明提供的细胞分选装置，所述细胞分选室与所述第一管道的连接位置处设置有第一控制开关，用于控制所述细胞分选室与所述第一管道的连通；所述细胞分选室与所述缓冲液管道的连接位置处设置有第二控制开关，用于控制所述细胞分选室与所述缓冲液管道的连通；所述细胞分选室的流出口位置处设置有第三控住开关，用于控制所述细胞分选室与所述流体管道在所述流出口位置处的连通；所述第一控制开关、所述第二控制开关和所述第三控制开关分别连接控制单元。

通过控制单元，驱动第一控制开关的开启或闭合，在细胞分选过程中，使第一控制开关呈闭合状态，阻断细胞分选室与第一管道的连通，避免细胞分选过程中由于样品溶液泄露造成的细胞损失和不同种类间的细胞混杂。在细胞分选完成后，使第一控制开关呈开启状态，连通细胞分选室和第一管道，使特定种类的细胞能够从细胞分选室内输出，继续后续的培养或检测试验。

在需要向细胞分选室内通入分离缓冲液时，开启第二控制开关，使细胞分选室与缓冲液通道连通，实现了向各细胞分选室中独立泵入分离缓冲液，完成细胞分选室内目标种类细胞与磁珠表面修饰抗体的分离，便于目标细胞的输出。在其余时间，关闭第二控制开关，使细胞分选室与外接隔离。另一方面，还可以通过开启第二控制开关，利用缓冲液管道向细胞分选室中补充磁珠，避免由于磁珠损耗造成的细胞分选不彻底。

通过控制第三控制开关的开启或者关闭，能够实现细胞分选室与其相邻的其他细胞分选室的连通或闭合，当样品溶液流入该细胞分选室，需要进行细胞分选时，关闭第三控制开关，使样品溶液中的目标种类细胞与细胞分选室内的抗体充分结合，完成分选；分选完成后，再开启第三控制开关，使样品溶液流入下一细胞分选室，继续完在下一细胞分选室中完成另一目标细胞的分选。

5、本发明提供的细胞分选装置，还包括细胞处理单元，所述细胞处理单元与所述第一管道相连，所述细胞处理单元位于所述细胞分选单元和所述细胞接收单元之间。所述细胞处理单元包括与所述第一管道的单侧壁面连通的细胞处理室，和连接所述细胞处理室的第二管道。

由细胞分选室内输出的特定种类的细胞可以经第一管道进入细胞分选室内，由第二管道向细胞分选室内泵入细胞处理溶液，例如，裂解液，使细胞裂解，得到细胞中所需的核酸或蛋白，将包括目标细胞的核酸或蛋白的溶液由第一管道输出，继续进行后续的基因组检测或者蛋白检测，为临床的诊断和治疗提供有效的检测信息。

6、本发明提供的细胞分选的方法，利用上述的细胞分选装置，能够实现对活细胞的高效率、特异性筛选；细胞分选的血液样本不需要经过预处理，提高了细胞分选的效率，同时，减少了细胞分选的损耗和所需的细胞数量，有利于实现对循环肿瘤细胞的筛选，为肿瘤的无创临床诊断提供了有效的诊断信息。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中所提供的细胞捕获装置的结构示意图；

图2是本发明实施例1中所提供的细胞捕获装置中的细胞分选单元和细胞输送单元的结构示意图；

附图标记说明：

1-流体管道，11-第一开口，12-第二开口；

2-细胞分选单元，21-细胞分选室，22-缓冲液管道，23-第一控制开关，24-第二控制开关，25-第三控制开关，26-控制单元；

3-细胞输送单元，31-第一管道，32-细胞计数组件，321-光探测件，322-光收集件；

4-磁场组件；

5-细胞处理单元，51-细胞处理室，52-第二管道，53-第四控制开关。

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，所描述的实施例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例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种细胞分选装置，包括流体管道1、细胞分选单元2、细胞输送单元3、磁场组件4和细胞处理单元5。

如图1所示，流体管道1沿水平方向延伸，在流体管道1的两端分别形成第一开口11和第二开口12，流体管道1的第一开口11连接样品管道，由样品管道向流体管道1中输送包含待分选目标细胞的样品溶液，例如，血液，或者是多种细胞的混合溶液。

细胞分选单元2包括3个细胞分选室21，流体管道1顺次连通3个细胞分选室21，流体管道1与每个细胞分选室21的相对称的两侧壁连通，并在两侧壁上分别形成流入口和流出口。各细胞分选室21的顶部均连接有缓冲液管道22，由缓冲液管道22向每个细胞分选室21中独立地输入缓冲液，例如，目标细胞与抗体的分离缓冲液，分离缓冲液具体地可以为包含与抗体特异性结合肽段的溶液，利用溶液中的肽段与抗体进行竞争性地结合，实现目标细胞与抗体的分离。或者，也可以利用缓冲液管道22向每个细胞分选室21中独立地输入磁珠，以弥补在细胞分选过程中磁珠的损耗。每个细胞分选室21与缓冲液管道22的连接位置处设置有第二控制开关24，第二控制开关24连接控制单元26，通过控制单元26驱动第二控制开关24处于“开启”或者“关闭”状态，实现细胞分选室21与缓冲液管道22的连通或者闭合。当第二控制开关24开启时，向细胞分选室21中输入缓冲液或者磁珠。每个细胞分选室21的流出口位置处设置有第三控制开关25，第三控制开关25连接控制单元26，通过控制单元26驱动第三控制开关25处于“开启”或者“关闭”状态，实现细胞分选室21的流出口与流体管道1的连通或者闭合，进而实现单个细胞分选室21与沿样品流通方向的下一相邻细胞分选室21的连通或者闭合。当第三控制开关25闭合时，将样品溶液阻隔在当前细胞分选室21内，以便于在该细胞分选室21中完成细胞分选；当第三控制开关25开启时，样品溶液经流体管道1流向下一相邻的细胞分选室21。每个细胞分选室21的底部表面还设置有磁性搅拌件(具体地为，带磁性的搅拌子)，能够在磁场组件4的控制下进行周期性转动。

为了便于表述，将其分别命名为第一细胞分选室21、第二细胞分选室21和第三细胞分选室21。其中，第一细胞分选室21内盛放有第一抗体修饰的磁珠，第一抗体特异性地结合红细胞，第一抗体可以选自HLA B-27、CD55或CD29中的一种或几种。第二细胞分选室21内盛放有第二抗体修饰的磁珠，第二抗体特异性地结合白细胞，第二抗体可以选自CD45、CD15或CD20中的一种或几种。第三细胞分选室21内盛放有第三抗体修饰的磁珠，第三抗体特异性地结合CTC细胞，第三抗体可以选自EpCAM和/或CK。

如图2所示，细胞输送单元3包括第一管道31和细胞计数组件32，细胞分选室21的底部连接第一管道31，第一管道31与细胞分选室21的连接位置处设置有第一控制开关23，第一控制开关23连接控制单元26，通过控制单元26驱动第一控制开关23处于“开启”或者“关闭”状态，实现细胞分选室21与第一管道31的连通或者闭合。第一管道31外侧壁面上的设置有细胞计数组件32，细胞计数组件32包括光探测件321和光收集件322，光探测件321和光收集件322沿第一管道31的轴线对称设置，且固定光探测件321和光收集件322的第一管道31的区域采用透明材料制成，使光探测件321发出的光信号能够被光收集件322接收，在光探测件321和光收集件322之间形成光照区域。目标细胞在第一管道31内逐个通过，当经过光照区域时，会遮挡由光探测件321发出的光信号，使光收集件322接收到的光信号减少，通过检测光信号的变化，完成对目标细胞的计数。

如图1所示，细胞处理单元5包括与第一管道31的单侧壁面连通的细胞处理室51，和与细胞处理室51连接的第二管道52，细胞处理室51与第一管道31的连接位置处设置有第四控制开关53，第二控制开关24连接控制单元26，通过控制单元26驱动第四控制开关53处于“开启”或者“关闭”状态，实现细胞处理室51与第一管道31的连通或者闭合。当第四控制开关53开启时，目标细胞在经过第一管道31的光照区域后，进入细胞处理室51内，通过第二管道52向细胞处理室51内泵入细胞处理液，例如，细胞裂解液，实现对目标细胞的处理，以及目标细胞中核酸或蛋白等的收集。

第一管道31远离细胞处理室51的端口连接细胞收集单元，例如细胞培养板。细胞收集单元位于细胞处理室51的下方，用于接收从第一管道31中输出的细胞或者从细胞处理室51中输出的细胞处理后的溶液。

如图1所示，磁场组件4包括悬空地设置在各细胞处理室51下方的三块由软磁材料形成的软磁铁，软磁铁的表面缠绕有线圈，在对线圈通电后，能够使软磁铁产生磁场，产生的磁场用于吸引细胞分选室21内的磁珠朝向细胞分选室21的底部运动并最终集中在细胞分选室21的底部表面。另一方面，磁场组件4可以产生磁场，以控制磁性搅拌件的转动。

利用上述的细胞分选装置，能够实现对血液中红细胞、白细胞和肿瘤循环细胞的特定分选、处理，具体原理如下：将血液样本由样品管道输送到流体管道1内，血液样本在流体管道1内流通，会首先流入第一细胞分选室21内，驱动第一细胞分选室21的流出口位置处的第三控制开关25闭合，使血液样本拦隔在第一细胞分选室21内，血液中的红细胞在第一细胞分选室21内，与磁珠表面修饰的第一抗体特异性地识别、结合；开启磁场组件4，产生吸附磁珠的磁场，使通过第一抗体与红细胞相结合的磁珠被吸附到第一细胞分选室21的底部表面；然后开启第一细胞分选室21的流出口位置处的第三控制开关25，血液样本中未与磁珠结合的细胞继续随血液样本向第二细胞分选室21流动，闭合第二细胞分选室21的流出口位置处的第三控制开关25，使血液样本处于第二细胞分选室21内。血液中的白细胞在第二细胞分选室21内，与磁珠表面修饰的第二抗体特异性地识别、结合；开启磁场组件4，产生吸附磁珠的磁场，使通过第二抗体与白细胞相结合的磁珠被吸附到第二细胞分选室21的底部表面；继续开启第二细胞分选室21的流出口位置处的第三控制开关25，剩余未结合的细胞继续随血液样本向第三细胞分选室21流动。闭合第三细胞分选室21的流出口位置处的第三控制开关25，血液样本拦隔在第三细胞分选室21内，血液中的CTC细胞在第三细胞分选室21内，与磁珠表面修饰的第三抗体特异性地识别、结合；开启磁场组件4，产生吸附磁珠的磁场，使通过第三抗体与CTC细胞相结合的磁珠被吸附到第三细胞分选室21的底部表面；继续开启第三细胞分选室21的流出口位置处的第三控制开关25，剩余的血液样本经流体管道1的流出口12排出，实现了对血液样本中红细胞、白细胞、CTC细胞的分选。在细胞的分选过程中，细胞分选室21底部与第一管道31连接位置处的第一控制开关23处于闭合状态。

细胞分选结束后，通过控制单元26驱动各细胞分选室21内的第二控制开关24开启，向各细胞分选室21中独立地输入分离缓冲液，各细胞分选室21内输入的分离缓冲液对应含有与第一抗体、第二抗体，以及第三抗体竞争性结合的肽段，使第一细胞室内的红细胞与第一抗体解离，第二细胞室内的白细胞与第二抗体解离。在输入分离缓冲液后，利用磁场组件4控制磁性搅拌件进行周期性转动，以混匀细胞分选室21中的溶液，避免由于磁珠聚集沉积在细胞分选室21的底部造成的细胞分离不彻底。完成细胞与磁珠的分离后，通过控制单元26驱动各细胞分选室21内的第一控制开关23开启，使三个细胞分选室21分别独立地经第一管道31向下输送红细胞、白细胞以及CTC细胞；

红细胞、白细胞、CTC细胞在各自的第一管道31内逐个通过，在经过光探测件321和光收集件322之间的光照区域时，由光收集件322采集光信号的变化，完成对各类细胞的计数。红细胞、白细胞、CTC细胞在经过各自的细胞处理室51时，此时第二控制开关24为闭合状态，各类细胞不经过细胞处理室51继续向下输送，最终由第二管道52输送到细胞收集单元，得到三类活的目标细胞。

利用上述的细胞分选装置，能够完成对血液样品中不同种类细胞的分选，且血液样品不需要进行预处理，以全血样本即可实现细胞的分选、分离，大大提高了细胞分选的效率。同时，细胞分选利用磁珠表面修饰的抗体与特定种类细胞表面的分子标志物的特异性结合实现，使细胞分选装置能够完成高特异性、高灵敏度的细胞分选，有利于实现对循环肿瘤细胞的特定分选。另一方面，利用本发明提供的细胞分选装置，对细胞分选时所需的分离步骤少，减少了对细胞的损害，有利于得到活的分选细胞。

作为可替代的实施方式，红细胞、白细胞、CTC细胞在完成分选后，还可以将第四控制开关53开启，使各类细胞经第一管道31进入各自的细胞处理室51内，经第二管道52向细胞处理室51内输入裂解液，对细胞进行裂解，得到细胞的基因组DNA，然后将包含有核酸的溶液通过第一管道31继续向外输送，最终由细胞收集单元采集，继续后续的基因组信息的检测，为临床的诊断和治疗提供有效的检测信息。

作为可替代的实施方式，细胞分选室21的数量还可以是1、4、5等等，具体地数量根据所需分选的细胞种类进行确定。

作为可替代的实施方式，每个细胞分选室21内的磁珠表面修饰的抗体还可以根据目标分选细胞进行设置，例如设置为特异性结合中性粒细胞的抗体、特异性结合嗜酸性粒细胞的抗体、特异性结合B淋巴细胞的抗体等等。

作为可替代的实施方式，上述的细胞分选装置中，由流体管道1、细胞分选单元2、细胞输送单元3、磁场组件4和细胞处理单元5连接形成一细胞分选的子装置，在细胞分选装置中，可以同时设置2个及以上的细胞分选子装置，利用不同的细胞分选子装置能够完成对不同样本溶液的细胞分选，或者将同一样本溶液分批次在不同的子装置中进行细胞分选。

实施例2

本实施例提供一种细胞分选的方法，对临床肿瘤病人的血液样本进行细胞分选，细胞分选采用实施例1中提供的细胞分选装置。细胞分选方法包括以下步骤：

(1)将血液样本通过样品管道泵入流体管道1，闭合第一细胞分选室21的第三控制开关25，血液样本经流体管道1流入与流体管道1相连的第一细胞分选室21；

(2)血液样本中的红细胞与第一细胞分选室21内磁珠表面修饰的第一抗体特异性结合，开启磁场组件4，磁场组件4产生磁力使结合有红细胞的磁珠吸附在第一细胞分选室21的底部；然后开启第一细胞分选室21的第三控制开关25，闭合第二细胞分选室21的第三控制开关25，未结合磁珠的细胞随着样本溶液的流动经流体管道1继续流入第二细胞分选室21；

(3)在第二细胞分选室21内，血液样本中的白细胞与第二细胞分选室21内磁珠表面修饰的第二抗体特异性结合，开启磁场组件4，磁场组件4产生磁力使结合有白细胞的磁珠吸附在第二细胞分选室21的底部；然后开启第二细胞分选室21的第三控制开关25，闭合第三细胞分选室21的第三控制开关25，未结合磁珠的细胞随着样本溶液的流动经流体管道1继续流入第三细胞分选室21；

(4)在第三细胞分选室21内，血液样本中的CTC细胞与第三细胞分选室21内磁珠表面修饰的第三抗体特异性结合，开启磁场组件4，磁场组件4产生磁力使结合有CTC细胞的磁珠吸附在第三细胞分选室21的底部；开启第三细胞分选室21的第三控制开关25，剩余的血液样本经流体管道1由流出口排出；

(5)细胞分选完成后，开启各细胞分选室21的第二控制开关24，将分离缓冲液由缓冲液管道22泵入细胞分选室21，其中，在第一细胞分选室21内通入第一分离缓冲液包含与第一抗体竞争性结合的肽段，使红细胞与第一抗体分离；在通入第一分离缓冲液后，控制磁性搅拌件周期性转动，混匀第一细胞分选室21内溶液，使细胞与磁珠分离充分；然后通过控制单元26开启第一控制开关23，红细胞经第一管道31向下输送，在红细胞输送过程中连通第一管道31与细胞处理室51的第四控制开关53始终处于闭合状态，使红细胞直接进入细胞收集单元；

在第二细胞分选室21内通入第二分离缓冲液包含与第二抗体竞争性结合的肽段，使白细胞与第二抗体分离；在通入第二分离缓冲液后，控制磁性搅拌件周期性转动，混匀第二细胞分选室21内溶液，使细胞与磁珠分离充分；然后通过控制单元26开启第一控制开关23，白细胞经第一管道31向下输送，在白细胞输送过程中连通第一管道31与细胞处理室51的第四控制开关53始终处于闭合状态，使白细胞直接进入细胞收集单元；

在第三细胞分选室21内通入第三分离缓冲液包含与第三抗体竞争性结合的肽段，使CTC细胞与第三抗体分离；在通入第三分离缓冲液后，控制磁性搅拌件周期性转动，混匀第三细胞分选室21内溶液，使细胞与磁珠分离充分；然后通过控制单元26开启第一控制开关23，CTC细胞经第一管道31向下输送，在CTC细胞输送过程中连通第一管道31与细胞处理室51的第四控制开关53始终处于闭合状态，使CTC细胞直接进入细胞收集单元。

本实施例提供的细胞分选的方法，利用上述的细胞分选装置，能够实现对活细胞的高效率、特异性筛选；细胞分选的血液样本不需要经过预处理，提高了细胞分选的效率，同时，减少了细胞分选的损耗和所需的细胞数量，有利于实现对循环肿瘤细胞的筛选，为肿瘤的无创临床诊断提供了有效的诊断信息。

作为可替代的实施方式，红细胞、白细胞、CTC细胞在完成分选后，还可以将第四控制开关53开启，使各类细胞经第一管道31进入各自的细胞处理室51内，经第二管道52向细胞处理室51内输入裂解液，对细胞进行裂解，得到细胞的基因组DNA，然后将包含有核酸的溶液通过第一管道31继续向外输送，最终由细胞收集单元采集，继续后续的基因组信息的检测，为临床的诊断和治疗提供有效的检测信息。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种细胞分选装置，其特征在于，包括：

流体管道(1)，所述流体管道(1)的两端形成与外界连通的第一开口(11)和第二开口(12)；

细胞分选单元(2)，包括至少一个细胞分选室(21)，沿着所述流体管道(1)内流体流动方向，所述流体管道(1)顺次连通所述细胞分选室(21)，在所述细胞分选室(21)的两侧壁上分别形成流入口和流出口，各所述细胞分选室(21)的顶部连接有缓冲液管道(22)；所述细胞分选室(21)内盛放有抗体修饰的磁珠，位于同一所述细胞分选室(21)内的所述抗体结合的细胞种类相同，且至少一个所述细胞分选室(21)内的所述抗体与其他细胞分选室(21)内的所述抗体结合的细胞种类不同；

细胞输送单元(3)，包括连接在所述细胞分选室(21)底部的第一管道(31)，和设置在所述第一管道(31)外侧壁面上的细胞计数组件(32)；

磁场组件(4)，位于所述细胞分选室(21)的下方，用于产生磁力以分选出与磁珠结合的细胞。

2.根据权利要求1所述的细胞分选装置，其特征在于，所述细胞分选室(21)内还设置有磁性搅拌件，用于混匀所述细胞分选室(21)内的溶液。

3.根据权利要求1或2所述的细胞分选装置，其特征在于，磁场组件(4)为平行于所述流体管道(1)的磁铁或通电导线。

4.根据权利要求1-3任一项所述的细胞分选装置，其特征在于，所述细胞分选室(21)与所述第一管道(31)的连接位置处设置有第一控制开关(23)，用于控制所述细胞分选室(21)与所述第一管道(31)的连通；

所述细胞分选室(21)与所述缓冲液管道(22)的连接位置处设置有第二控制开关(24)，用于控制所述细胞分选室(21)与所述缓冲液管道(22)的连通；

所述细胞分选室(21)的流出口位置处设置有第三控制开关，用于控制所述细胞分选室(21)与所述流体管道(1)在所述流出口位置处的连通；

所述第一控制开关(23)、所述第二控制开关(24)和所述第三控制开关(25)分别连接控制单元(26)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的细胞分选装置，其特征在于，所述细胞计数组件(32)包括光探测件(321)和光收集件(322)，所述光探测件(321)发出的光信号由所述光收集件(322)接收，所述光探测件(321)与所述光收集件(322)之间形成光照区域，所述第一管道(31)内的细胞逐个通过所述光照区域。

6.根据权利要求1-5任一项所述的细胞分选装置，其特征在于，还包括：细胞接收单元，所述细胞接收单元连接所述第一管道(31)。

7.根据权利要求6所述的细胞分选装置，其特征在于，还包括：细胞处理单元(5)，所述细胞处理单元(5)与所述第一管道(31)相连，所述细胞处理单元(5)位于所述细胞分选单元(2)和所述细胞接收单元之间。

8.根据权利要求7所述的细胞分选装置，其特征在于，所述细胞处理单元(5)包括与所述第一管道(31)的单侧壁面连通的细胞处理室(51)，和连接所述细胞处理室(51)的第二管道(52)；所述细胞处理室(51)与所述第一管道(31)的连接位置处设置有第四控制开关(53)，用于控制所述细胞处理室(51)与所述第一管道(31)的连通；所述第四控制开关(53)连接控制单元(26)。

9.一种细胞分选方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将包含若干种类目标细胞的样品溶液通过样品管道泵入流体管道(1)，样品溶液经流体管道(1)流入与流体管道(1)相连的第一细胞分选室(21)；

(2)样品溶液中的第一目标细胞与第一细胞分选室(21)内磁珠表面修饰的抗体特异性结合，开启磁场组件(4)，磁场组件(4)产生磁力使结合有第一目标细胞的磁珠吸附在第一细胞分选室(21)的底部；未结合磁珠的细胞随着样本溶液的流动经流体管道(1)继续流入第二细胞分选室(21)，样品溶液中的第二目标细胞在第二分选室中被分选出；

(3)重复步骤(2)，至第n目标细胞在第n细胞分选室(21)中被分选出，其中，n≥2；

(4)细胞分选完成后，将分离缓冲液由各缓冲液管道(22)分别泵入第一细胞分选室(21)至第n细胞分选室(21)，使第一细胞分选室(21)至第n细胞分选室(21)内的目标细胞与磁珠表面修饰的抗体分离；

(5)与磁珠表面修饰的抗体分离的目标细胞进入与细胞分选室(21)连接的第一管道(31)内，通过第一管道(31)内的细胞计数组件(32)完成对目标细胞的计数。

10.根据权利要求9所述的细胞分选方法，其特征在于，还包括：

(6)所述目标细胞经所述第一管道(31)进入细胞接收单元；或者，

所述目标细胞经所述第一管道(31)进入细胞处理室(51)，通过第二管道(52)向所述细胞处理室(51)内泵入细胞处理溶液，完成对所述目标细胞处理，将处理后的溶液继续经第一管道(31)流入所述细胞接收单元。