CN112280648A - 一种利用细胞分离装置分离细胞的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及细胞分离技术领域，公开了一种利用细胞分离装置分离细胞的方法，该细胞分离装置包括：样本输入装置、微流控芯片盒和样本收集装置。通过样本输入装置将样本输入微流控芯片盒，利用微流控芯片盒中微流控通道的物理结构将样本中的目标细胞分离出来，并输送到样本收集装置中的样本收集管。该细胞分离的方法简单，方便，不需要预先对样本中的细胞进行标记，通量高，分离速度快，处理的样本量大，分离得到的目标细胞活性不受影响，可以达到高回收率和高样本纯度的分离效果。
Description
技术领域
本发明涉及细胞分离技术领域，特别是涉及一种利用细胞分离装置分离细胞的方法。
背景技术
癌症是导致人类死亡的最主要原因之一。研究表明，如果癌症患者在转移性癌症发生前被诊断和治疗，至少有30％的死亡是可预防的。当循环肿瘤细胞(CTC)从原发性或转移性肿瘤流入外周血液时，肿瘤发生转移。因此，通过CTC检查分离出循环血液中的肿瘤细胞对于癌症的判断以及癌症治疗过程中治疗效果的评价具有重要意义。
目前，常用的CTC分离方法大多是基于EpCAM抗体的免疫亲合法，即通过抗体辨认CTCs表面的EpCAM抗原，并利用结合于抗体的磁珠配合外源性磁场或者微流控芯片表面接合的方式来捕获CTC。免疫亲合法在过去十几年间不断完善，已经能将EpCAM阳性的CTC捕获效率提升到90％以上。但随着技术的发展，近年来的研究表明，免疫亲合法具有诸多不足。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种利用细胞分离装置分离细胞的方法，该方法利用细胞分离装置的物理结构分离目标细胞，能够实现高通量、高回收率和高样本纯度的分离效果。
(二)技术方案
为了解决上述问题，本发明提供了一种利用细胞分离装置分离细胞的方法，所述细胞分离装置包括：样本输入装置、微流控芯片盒和样本收集装置；所述微流控芯片盒包括内盒体，放置在所述内盒体内的微流控芯片以及罩盖在所述内盒体上的外盒体；所述外盒体上设置有样本入口，所述微流控芯片内设置有微流控通道；所述微流控通道的起始端与所述样本入口连接；所述微流控通道的尾端与设置在所述内盒体上的至少两个分流液出口连通；所述样本收集装置包括支座，设置在所述支座内的样本收集支架和废液收集盒；所述样本输入装置与所述外盒体上的样本入口相连，所述微流控芯片盒放置在所述支座的顶端；该方法包括以下步骤：
S1、将所述微流控芯片盒放置于所述支座的顶端，所述分流液出口位于所述废液收集盒的上方；在所述样本收集支架内放入设定规格的样本收集管；
S2、通过所述样本输入装置向所述微流控芯片盒注入设定量的润洗剂，对所述微流控通道进行润洗；润洗后将所述润洗剂通过所述分流液出口排至所述废液收集盒内；
S3、移动所述微流控芯片盒，将输出目标细胞的分流液出口对准所述样本收集管的管口，其余所述分流液出口对准所述废液收集盒；
S4、通过所述样本输入装置以设定的流速向所述微流控芯片盒输入样本，利用所述微流控通道分离出所述样本中的目标细胞；所述目标细胞通过所述分流液出口流入所述样本收集管；废液通过其余所述分流液出口流入所述废液收集盒。
可选地，该方法还包括：还包括：S5、将所述样本收集管收集到的所述目标细胞输入所述样本输入装置中，在所述样本收集支架内放入设定规格的样本收集管，然后执行步骤S4。
可选地，重复步骤S5设定的次数。
可选地，在步骤S2之后，将润洗后的所述微流控芯片盒静置设定的时间。
可选地，在步骤S2之后步骤S3之前，通过所述样本输入装置以设定的流速向所述微流控芯片盒输入所述样本，使得所述输出目标细胞的分流液出口排出设定量的目标细胞。
可选地，所述样本输入装置包括：样本容器和泵。
可选地，所述设定的流速为100-10000μL/min。
可选地，所述润洗剂为浓度为1％聚醚溶液。
(三)有益效果
本发明提供的利用细胞分离装置分离细胞的方法，利用微流控芯片盒中微流控通道物理结构将样本中的目标细胞分离出来，并通过样本收集装置，将分离出来的目标细胞收集到样本收集管中，并可以直接用于后续的操作。该细胞分离方法简单，方便，不需要预先对样本中的细胞进行标记，通量高，分离速度快，处理的样本量大(可以一次处理50ml的样本)，分离得到的目标细胞活性不受影响，可以达到高回收率和高样本纯度的分离效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例中的本发明实施例中的细胞分离装置的整体结构示意图；
图2为本发明实施例中的微流控芯片盒的爆炸图；
图3为本发明实施例中的样本收集装置的爆炸图；
图4为本发明实施例中的分离细胞的方法的流程图。
附图中的附图标记依次为：
1、微流控芯片盒，11、内盒体，12、微流控芯片，13、外盒体，131、样本入口，132、注射器头，2、样本收集装置，21、支座，22、样本收集支架，23、废液收集盒，24、滑轨。
具体实施方式
下面结合实施例和附图，对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。在此，本发明的以下实施例用于说明本发明，但不用来限定本发明的范围。
如图1所示，本发明的实施例提供一种利用细胞分离装置分离细胞的方法，如图1所示，该细胞分离装置包括：样本输入装置(图中未示出)、微流控芯片盒1和样本收集装置2。如图2所示，微流控芯片盒1包括内盒体11，放置在内盒体11内的微流控芯片12以及罩盖在内盒体11上的外盒体13；外盒体13上设置有样本入口131，微流控芯片12内设置有微流控通道；微流控通道的起始端与样本入口131连接；微流控通道的尾端与设置在内盒体11上的至少两个分流液出口连通；样本收集装置2包括支座21，设置在支座21内的样本收集支架22和废液收集盒23；样本输入装置与外盒体13上的样本入口131相连，微流控芯片盒1放置在支座21的顶端。微流控芯片盒1还包括一个注射器头132，其放置在外盒体13上的样本入口131内，其输出端通过输入管与微流控通道的起始端相连。
该方法包括以下步骤：
S1、将微流控芯片盒1放置于支座21的顶端，分流液出口位于废液收集盒23的上方；在样本收集支架22内放入设定规格的样本收集管。
支座21的侧壁靠近支座21的上端面处设置有滑轨24，微流控芯片盒1放置在滑轨24上，从而可以通过在滑轨24上的滑动改变微流控芯片盒1位置相对于支座21内的样本收集支架22和废液收集盒23的位置。样本收集支架22包括多个叠置的样本收集筒，每个样本收集筒中可以放置设定规格的样本收集管，用于装从样本中分离出来的目标细胞。样本收集管可以是离心管，本发明的实施例对此不作具体限定。
S2、通过样本输入装置向微流控芯片盒1注入设定量的润洗剂，对微流控通道进行润洗。通过润洗可以排出微流控通道内的空气，确保样本可以在微流控通道内顺畅流动，还可以对微流控通道的内壁进行亲水性处理，避免样本在流动过程中，細胞沾黏附著在微流控通道的内壁上。润洗后将润洗剂通过分流液出口排至废液收集盒23内；
样本输入装置包括样本容器和泵，样本容器用于盛装样本，泵与样本容器相配合，能够将样本容器内的样本以一定的流速注入微流控芯片盒1。样本输入装置可以由针筒和针筒泵构成，针筒的头部与注射器头132相连。本发明实施例对此不作具体限定。润洗之后，将微流控芯片盒1静置设定的时间，使得微流控通道的内壁可以被亲水性处理。润洗剂可以为浓度为1％聚醚溶液，本发明实施例对此不作具体限定。
在润洗或静置后，通过样本输入装置以设定的流速向微流控芯片盒1输入样本，使得输出目标细胞的分流液出口排出设定量的目标细胞。在样本输入装置刚开始将样本注入微流控芯片盒1时，需要一定的时间(约为30-60秒)才能达到设定的流速。在达到设定的流速之前，样本的流速不稳定，因此会造成大量杂质细胞与目标细胞混在一起排出分流液出口，因此，需要将收集到的这部分混有杂质细胞的目标细胞排入废液收集盒23。
S3、移动微流控芯片盒1，将输出目标细胞的分流液出口对准样本收集管的管口，其余分流液出口对准废液收集盒23。
在支座1顶端的滑轨24上滑动微流控芯片盒1，使得微流控芯片盒1内盒体11上分流液出口中，输出目标细胞的分流液出口位于样本收集支架22中的样本收集管的管口的上方，而其余的分流液出口位于废液收集盒23的上方。
S4、通过样本输入装置以设定的流速向微流控芯片盒1输入样本，利用微流控通道分离出样本中的目标细胞；目标细胞通过分流液出口流入样本收集管；废液通过其余分流液出口流入废液收集盒23。
可以通过样本输入装置控制样本的流速。根据需要选择样本收集管的规格，例如，50ml的离心管，2ml的离心管。样本的流速可以设定为100-10000μL/min。
S5、将样本收集管收集到的目标细胞输入样本输入装置中，在样本收集支架22内放入设定规格的样本收集管，，然后执行步骤S4。
通过这个步骤的操作，可以进一步提高收集到的目标细胞的样本纯度。可以根据需要重复步骤S5设定的次数。
至此完成对样本中目标细胞的分离，将装有目标细胞的样本收集管从样本收集支架22中取出，直接用于后续的分析或检验。
本实施例中，将微流控芯片盒1放置在支座1顶端的滑轨24上，并滑动至废液收集盒23的上方，使得所有分流液出口都对着废液收集盒23；将50ml的离心管放置在样本收集支架22中。
将1ml浓度为1％的聚醚溶液装入1ml的针筒内，然后将该针筒与微流控芯片盒1的样本入口131内的注射器头132相连，并将该针筒与针筒泵相配合；启动针筒泵，以100μL/min的流速将1％的聚醚溶液注入微流控芯片盒1，对微流控通道进行润洗。润洗后，将微流控芯片盒1静置10分钟。将润洗后的1％的聚醚溶液从分流液出口排出，流到废液收集盒23内。
将30ml稀释后的血液样本装入30ml的针筒内，然后将该针筒与微流控芯片盒1的样本入口131内的注射器头132相连，并将该针筒与针筒泵相配合；启动针筒泵，以2500μL/min的流速将血液样本注入微流控芯片盒1。至此，微流控芯片盒1的所有分流液处口都位于废液收集盒23的上方。当输出目标细胞的分流液出口排出1ml目标细胞后，滑动微流控芯片盒1，使得输出目标细胞的分流液出口移动至放置在样本收集支架22中50ml的离心管的管口上方，其余的分流液出口位于废液收集盒23的上方。持续将针筒内的血液样本注入微流控芯片盒1，直至将针筒内的样本注完；同时，分离出来的目标细胞从分流液出口排出，流入离心管。
将50ml的离心管收集到的目标细胞(约6-7ml)转移到20ml的针筒内，并将2ml的离心管放入样本收集支架22中。将20ml的针筒与微流控芯片盒1的样本入口131内的注射器头132相连，并将该针筒与针筒泵相配合；然后启动针筒泵，以2500μL/min的流速将分离出来的目标细胞注入微流控芯片盒1，再一次进行分离，并将收集到的目标细胞装入2ml的离心管中。
至此完成对样本中目标细胞的分离。将2ml的离心管从样本收集支架22中取出，直接用于后续的分析或检验。
本发明提供的利用细胞分离装置分离细胞的方法，利用微流控芯片盒中微流控通道物理结构将样本中的目标细胞分离出来，并通过样本收集装置，将分离出来的目标细胞收集到样本收集管中，并可以直接用于后续的操作。该细胞分离方法简单，方便，不需要预先对样本中的细胞进行标记，通量高，分离速度快，处理的样本量大(可以一次处理50ml的样本)，分离后得的细胞活性不受影响。可以达到高回收率和高样本纯度的分离效果。
在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”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，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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，不能理解为对本发明的限制。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种利用细胞分离装置分离细胞的方法，所述细胞分离装置包括：样本输入装置、微流控芯片盒和样本收集装置；所述微流控芯片盒包括：内盒体，放置在所述内盒体内的微流控芯片以及罩盖在所述内盒体上的外盒体；所述外盒体上设置有样本入口，所述微流控芯片内设置有微流控通道；所述微流控通道的起始端与所述样本入口连接；所述微流控通道的尾端与设置在所述内盒体上的至少两个分流液出口连通；所述样本收集装置包括支座，设置在所述支座内的样本收集支架和废液收集盒；所述样本输入装置与所述外盒体上的样本入口相连，所述微流控芯片盒放置在所述支座的顶端；其特征在于，包括以下步骤：
S1、将所述微流控芯片盒放置于所述支座的顶端，所述分流液出口位于所述废液收集盒的上方；在所述样本收集支架内放入设定规格的样本收集管；
S2、通过所述样本输入装置向所述微流控芯片盒注入设定量的润洗剂，对所述微流控通道进行润洗；润洗后将所述润洗剂通过所述分流液出口排至所述废液收集盒内；
S3、移动所述微流控芯片盒，将输出目标细胞的分流液出口对准所述样本收集管的管口，其余所述分流液出口对准所述废液收集盒；
S4、通过所述样本输入装置以设定的流速向所述微流控芯片盒输入样本，利用所述微流控通道分离出所述样本中的目标细胞；所述目标细胞通过所述分流液出口流入所述样本收集管；废液通过其余所述分流液出口流入所述废液收集盒。
2.根据权利要求1所述的分离细胞的方法，其特征在于，还包括：
S5、将所述样本收集管收集到的所述目标细胞输入所述样本输入装置中，在所述样本收集支架内放入设定规格的样本收集管，然后执行步骤S4。
3.根据权利要求2所述的分离细胞的方法，其特征在于，重复步骤S5设定的次数。
4.根据权利要求1所述的分离细胞的方法，其特征在于，在步骤S2之后，将润洗后的所述微流控芯片盒静置设定的时间。
5.根据权利要求1所述的分离细胞的方法，其特征在于，在步骤S2之后步骤S3之前，通过所述样本输入装置以设定的流速向所述微流控芯片盒输入所述样本，使得所述输出目标细胞的分流液出口排出设定量的目标细胞。
6.根据权利要求1所述的分离细胞的方法，其特征在于，所述样本输入装置包括：样本容器和泵。
7.根据权利要求1所述的分离细胞的方法，其特征在于，所述设定的流速为100-10000μL/min。
8.根据权利要求1所述的分离细胞的方法，其特征在于，所述润洗剂为浓度为1％聚醚溶液。
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