CN109364525B - 一种间充质外泌体分离提取装置及其方法 - Google Patents

一种间充质外泌体分离提取装置及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种间充质外泌体分离提取装置及其方法,其装置包括底座、提取箱、分离筒、色谱填料柱、箱门、进料管、出料管和控制系统，底座上表面固定有提取箱，提取箱内部固定有分离筒，分离筒内部固定有色谱填料柱，分离筒底部连通有出料管，出料管穿过提取箱延伸至外，出料管上安装有电磁阀；箱门上安装有进料管，进料管上安装有水泵和电磁阀；本发明装置设计科学合理，自动化程度高，可自动化对血清血浆中的外泌体进行分离，减少人力物力，提高提取效率，方便使用；利用色谱填料柱，采用三种溶液三次洗涤，因外泌体没有经高强度离心运动，其结构得到较好的保护，从而得到更加完整纯净的外泌体，有利于下游的分析。

Description

一种间充质外泌体分离提取装置及其方法
技术领域
本发明涉及生物医药技术领域，具体为一种间充质外泌体分离提取装置及其方法。
背景技术
外泌体是指包含了复杂RNA和蛋白质的小膜泡(30-150nm)，现今，其特指直径在40-100nm的盘状囊泡。1983年，外泌体首次于绵羊网织红细胞中被发现，1987年Johnstone将其命名为“exosome”。多种细胞在正常及病理状态下均可分泌外泌体。其主要来源于细胞内溶酶体微粒内陷形成的多囊泡体，经多囊泡体外膜与细胞膜融合后释放到胞外基质中，在外泌体的提取中，超速离心法分离外泌体是目前最普遍的一种方法，该方法被广泛应用于各类生物样品，如血清、血浆、细胞培养液、尿液、唾液和脑脊液等的分析，也是目前分离方法中的“金标准”，据估计，采用超速离心法的研究者占所有外泌体分离方法的56％；
但是这种分离提取方法费时费力、高度依赖人工，回收率低，不便于人们使用；并且由于超高速离心，外泌体的结构、功能很容易遭到破坏，并且易聚集成块，下游分析不利。为此，我们提出一种间充质外泌体分离提取装置及其方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种间充质外泌体分离提取装置及其方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种间充质外泌体分离提取装置,包括底座、提取箱、分离筒、色谱填料柱、箱门、进料管、出料管和控制系统，所述底座上表面固定有提取箱，其特征在于：所述提取箱内部固定有分离筒，所述分离筒内部固定有色谱填料柱，所述分离筒底部连通有出料管，出料管穿过提取箱延伸至外，所述出料管上安装有电磁阀；所述箱门上表面中部固定安装有进料管，进料管上安装有水泵和电磁阀，所述进料管穿过箱门固定安装在箱门上，进料管穿过箱门的端部安装有分流装置，分流装置位于分离筒正上方，所述控制系统控制电磁阀和水泵的运行。
优选的，所述分离筒顶部固定安装有喇叭口。
优选的，所述分流装置为分流管，分流管位于分离筒正上方，所述进料管包括四通管、分流管、微型真空水泵、管道、第二电磁阀和进液管；所述四通管入箱门内出水端安装有分流管，四通管在箱门上表面有三个分支，每个分支均依次连接有管道、微型真空水泵和进液管。
优选的，所述管道上安装有第二电磁阀，进液管上安装有超声波流量计，所述提取箱内壁底部固定有PLC控制器，超声波流量计与PLC控制器电性连接。
优选的，所述出料管包括三通管、废液管和成品管；三通管中间管口与分离筒锥底部固定连通，另两个管口分别连接废液管和成品管，废液管和成品管均向下倾斜，分别穿过提取箱延伸至外，废液管和成品管分别安装有第一电磁阀，第一电磁阀与PLC控制器电性连接。
优选的，所述底座下表面对称固定有橡胶垫。
优选的，所述提取箱外壁设有控制面板，第一电磁阀、第二电磁阀、微型真空水泵和PLC控制器均与控制面板电性连接。
优选的，所述箱门通过铰链安装在提取箱顶部。
优选的，所述分离筒通过固定架固定在提取箱内中间部位。
一种分离提取间充质外泌体的方法，其特征在于包括如下步骤：
(一)准备：外泌体分离提取时，在无菌且4℃恒温的环境下进行操作，箱门上的三个微型真空水泵上的进液管分别连接在混合有缓冲液和血清血浆的容器、装有洗涤液的容器和装有洗脱液的容器上，且三个微型真空水泵的出水口分别通过管道与四通管的三个连接头连接，且管道上安装有第二电磁阀；
(二)提取外泌体：控制面板控制连接有混合缓冲液和血清血浆的容器的微型真空水泵启动，将缓冲液和血清血浆的混合液抽进四通管，再经过分流管将缓冲液和血清血浆的混合液均匀的撒进分离筒内，分布在色谱填料柱内部，色谱填料柱由多个微孔微孔颗粒组成，血清血浆的大分子蛋白质吸附在微孔颗粒之间的空隙中，而小分子的外泌体则吸附在微孔颗粒内的微孔中，此时将连接混合有缓冲液和血清血浆的容器的管道上的第二电磁阀关闭；通过微型真空水泵将洗涤液抽进四通管内，再通过分流管流进色谱填料柱内，此时废液管上的第一电磁阀打开，洗涤液将色谱填料柱内的大分子蛋白质从微孔颗粒之间的空隙中冲刷下去，通过三通管上的废液管流出，之后，废液管上的第一电磁阀关闭；通过微型真空水泵将洗脱液通过分流管抽进色谱填料柱内，洗脱液将吸附在微孔颗粒内的微孔中的外泌体洗脱，成品管上的第一电磁阀打开，洗脱液混合着外泌体通过成品管流出，进行收集，从而得到纯净的外泌体。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明装置设计科学合理，外泌体分离提取时，自动化程度高，可自动化对血清血浆中的外泌体进行分离，减少人力物力，提高提取效率，方便使用；利用色谱填料柱采用三种溶液三次洗涤，因外泌体没有经高强度离心运动，其结构得到较好的保护，从而得到更加完整纯净的外泌体，有利于下游的分析。
附图说明
图1为本发明间充质外泌体分离提取装置剖视结构示意图；
图2为本发明间充质外泌体分离提取装置俯视结构示意图。
图3为本发明间充质外泌体分离提取装置整体结构示意图；
图中：1、底座；2、提取箱；3、固定架；4、分离筒；5、色谱填料柱；6、三通管；7、废液管；8、成品管；9、第一电磁阀；10、箱门；11、四通管；12、分流管；13、微型真空水泵；14、管道；15、第二电磁阀；16、进液管；17、PLC控制器；18、控制面板；19、喇叭口；20、橡胶垫；21、超声波流量计。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
一种间充质外泌体分离提取装置,包括底座1、提取箱2、分离筒4、色谱填料柱5、箱门10、进料管、出料管和控制系统，所述底座1上表面固定有提取箱2，其特征在于：所述提取箱2内部固定有分离筒4，所述分离筒4内部固定有色谱填料柱5，所述分离筒4底部连通有出料管，出料管穿过提取箱2延伸至外，所述出料管上安装有电磁阀；所述箱门10上表面中部固定安装有进料管，进料管上安装有水泵和电磁阀，所述进料管穿过箱门10固定安装在箱门10上，进料管穿过箱门10的端部安装有分流装置，分流装置位于分离筒4正上方，所述控制系统控制电磁阀和水泵的运行。
优选的，所述分离筒4顶部固定安装有喇叭口19。
优选的，所述分流装置为分流管12，分流管12位于分离筒4正上方，所述进料管包括四通管11、分流管12、微型真空水泵13、管道14、第二电磁阀15和进液管16；所述四通管11入箱门10内出水端安装有分流管12，四通管11在箱门10上表面有三个分支，每个分支均依次连接有管道14、微型真空水泵13和进液管16。
优选的，所述管道14上安装有第二电磁阀15，进液管16上安装有超声波流量计21，所述提取箱2内壁底部固定有PLC控制器17，超声波流量计21与PLC控制器17电性连接。
优选的，所述出料管包括三通管6、废液管7和成品管8；三通管6中间管口与分离筒4锥底部固定连通，另两个管口分别连接废液管7和成品管8，废液管7和成品管8均向下倾斜，分别穿过提取箱2延伸至外，废液管7和成品管8分别安装有第一电磁阀9，第一电磁阀9与PLC控制器17电性连接。
优选的，所述底座1下表面对称固定有橡胶垫20。
优选的，所述提取箱2外壁设有控制面板18，第一电磁阀9、第二电磁阀15、微型真空水泵13和PLC控制器17均与控制面板18电性连接。
优选的，所述箱门10通过铰链安装在提取箱2顶部。
优选的，所述分离筒4通过固定架3固定在提取箱2内中间部位。一种分离提取间充质外泌体的方法，其特征在于包括如下步骤：
(一)准备：外泌体分离提取时，在无菌且4℃恒温的环境下进行操作，箱门10上的三个微型真空水泵13上的进液管16分别连接在混合有缓冲液和血清血浆的容器、装有洗涤液的容器和装有洗脱液的容器上，且三个微型真空水泵13的出水口分别通过管道14与四通管11的三个连接头连接，且管道14上安装有第二电磁阀15；
(二)提取外泌体：控制面板18控制连接有混合缓冲液和血清血浆的容器的微型真空水泵13启动，将缓冲液和血清血浆的混合液抽进四通管11，再经过分流管12将缓冲液和血清血浆的混合液均匀的撒进分离筒4内，分布在色谱填料柱5内部，色谱填料柱5由多个微孔微孔颗粒组成，血清血浆的大分子蛋白质吸附在微孔颗粒之间的空隙中，而小分子的外泌体则吸附在微孔颗粒内的微孔中，此时将连接混合有缓冲液和血清血浆的容器的管道14上的第二电磁阀15关闭；通过微型真空水泵13将洗涤液抽进四通管11内，再通过分流管12流进色谱填料柱5内，此时废液管7上的第一电磁阀9打开，洗涤液将色谱填料柱5内的大分子蛋白质从微孔颗粒之间的空隙中冲刷下去，通过三通管6上的废液管7流出，之后，废液管7上的第一电磁阀9关闭；通过微型真空水泵13将洗脱液通过分流管12抽进色谱填料柱5内，洗脱液将吸附在微孔颗粒内的微孔中的外泌体洗脱，成品管8上的第一电磁阀9打开，洗脱液混合着外泌体通过成品管8流出，进行收集，从而得到完整纯净的外泌体。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种间充质外泌体分离提取装置,包括底座(1)、提取箱(2)、分离筒(4)、色谱填料柱(5)、箱门(10)、进料管、出料管和控制系统，所述底座(1)上表面固定有提取箱(2)，其特征在于：所述提取箱(2)内部固定有分离筒(4)，所述分离筒(4)内部固定有色谱填料柱(5)，所述分离筒(4)底部连通有出料管，出料管穿过提取箱(2)延伸至外，所述出料管上安装有电磁阀；所述箱门(10)上表面中部固定安装有进料管，进料管上安装有水泵和电磁阀，所述进料管穿过箱门(10)固定安装在箱门(10)上，进料管穿过箱门(10)的端部安装有分流装置，分流装置位于分离筒(4)正上方，所述控制系统控制电磁阀和水泵的运行；所述提取箱(2)外壁设有控制面板(18)，第一电磁阀(9)、第二电磁阀(15)、微型真空水泵(13)和PLC控制器(17)均与控制面板(18)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种间充质外泌体分离提取装置，其特征在于：所述分离筒(4)顶部固定安装有喇叭口(19)。
3.根据权利要求1所述的一种间充质外泌体分离提取装置，其特征在于：所述分流装置为分流管(12)，分流管(12)位于分离筒(4)正上方，所述进料管包括四通管(11)、分流管(12)、微型真空水泵(13)、管道(14)、第二电磁阀(15)和进液管(16)；所述四通管(11)入箱门(10)内出水端安装有分流管(12)，四通管(11)在箱门(10)上表面有三个分支，每个分支均依次连接有管道(14)、微型真空水泵(13)和进液管(16)。
4.根据权利要求3所述的一种间充质外泌体分离提取装置，其特征在于：所述管道(14)上安装有第二电磁阀(15)，进液管(16)上安装有超声波流量计(21)，所述提取箱(2)内壁底部固定有PLC控制器(17)，超声波流量计(21)与PLC控制器(17)电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种间充质外泌体分离提取装置，其特征在于：所述出料管包括三通管(6)、废液管(7)和成品管(8)；三通管(6)中间管口与分离筒(4)锥底部固定连通，另两个管口分别连接废液管(7)和成品管(8)，废液管(7)和成品管(8)均向下倾斜，分别穿过提取箱(2)延伸至外，废液管(7)和成品管(8)分别安装有第一电磁阀(9)，第一电磁阀(9)与PLC控制器(17)电性连接。
6.根据权利要求1所述的一种间充质外泌体分离提取装置，其特征在于：所述底座(1)下表面对称固定有橡胶垫(20)。
7.根据权利要求1所述的一种间充质外泌体分离提取装置，其特征在于：所述箱门(10)通过铰链安装在提取箱(2)顶部。
8.根据权利要求1所述的一种间充质外泌体分离提取装置，其特征在于：所述分离筒(4)通过固定架(3)固定在提取箱(2)内中间部位。
9.一种利用权利要求1-8任一所述的一种间充质外泌体分离提取装置分离提取间充质外泌体的方法，其特征在于包括如下步骤：
(一)准备：外泌体分离提取时，在无菌且4℃恒温的环境下进行操作，箱门(10)上的三个微型真空水泵(13)上的进液管(16)分别连接在混合有缓冲液和血清血浆的容器、装有洗涤液的容器和装有洗脱液的容器上，且三个微型真空水泵(13)的出水口分别通过管道(14)与四通管(11)的三个连接头连接，且管道(14)上安装有第二电磁阀(15)；
(二)提取外泌体：控制面板(18)控制连接有混合缓冲液和血清血浆的容器的微型真空水泵(13)启动，将缓冲液和血清血浆的混合液抽进四通管(11)，再经过分流管(12)将缓冲液和血清血浆的混合液均匀的撒进分离筒(4)内，分布在色谱填料柱(5)内部，色谱填料柱(5)由多个微孔微孔颗粒组成，血清血浆的大分子蛋白质吸附在微孔颗粒之间的空隙中，而小分子的外泌体则吸附在微孔颗粒内的微孔中，此时将连接混合有缓冲液和血清血浆的容器的管道(14)上的第二电磁阀(15)关闭；通过微型真空水泵(13)将洗涤液抽进四通管(11)内，再通过分流管(12)流进色谱填料柱(5)内，此时废液管(7)上的第一电磁阀(9)打开，洗涤液将色谱填料柱(5)内的大分子蛋白质从微孔颗粒之间的空隙中冲刷下去，通过三通管(6)上的废液管(7)流出，之后，废液管(7)上的第一电磁阀(9)关闭；通过微型真空水泵(13)将洗脱液通过分流管(12)抽进色谱填料柱(5)内，洗脱液将吸附在微孔颗粒内的微孔中的外泌体洗脱，成品管(8)上的第一电磁阀(9)打开，洗脱液混合着外泌体通过成品管(8)流出，进行收集，从而得到纯净的外泌体。
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