CN112834305B - 一种连续流动高效分离富集细胞的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种连续流动高效分离富集细胞的方法及装置，应用于细胞的富集，包括：第一腔体，第二腔体，第三腔体，第一分隔网和第二分隔网；将整个装置区分为第一腔体、第二腔体和第三腔体；从细胞采集装置上洗脱下来的组分通过第一分隔网流向第二分隔网，从而过截留比目标细胞或目标有形物体积更大的杂质；余下组分通过第二分隔网将细胞保存液和微小杂质排入第三腔体，最终在第二腔体底部收集到富集的目标细胞或目标有形物。

Description

一种连续流动高效分离富集细胞的方法及装置

技术领域

本申请涉及细胞富集领域，特别涉及一种连续流动高效分离富集细胞的方法及装置。

背景技术

现有技术中，细胞富集制片主要有三种方法，包括自然沉降法、膜氏薄层旋转吸附法和模式薄层直接吸附法。其中，包括自然沉降法的主要优点是整个制片过程细胞受到的外力较小，细胞形态保持完好，细胞分散在溶液中沉降，细胞密度均匀，但是整个制片染色过程自动化难度高，仅少设备数将离心机集成在染色机上，大多数仅局部实现自动化，各阶段的衔接还需要人工操作。膜氏薄层旋转吸附法的主要优点在于背景干净细胞密度均匀，但细胞形态存在不同程度的扁平化变形。目前还没有实现自动化，每个步骤只能操作一个样本。膜式薄层直接吸附法目前也还没能实现自动化，细胞形态发生变化，细胞密度也不够均匀。

综上所述，目前细胞富集保存方法过程繁琐，效率不高，自动化程度很低。

发明内容

为解决上述技术问题：本申请提出一种连续流动高效分离富集细胞的装置，包括第一腔体，第二腔体，第三腔体，第一分隔网和第二分隔网；所述第二腔体位于所述第一腔体和所述第三腔体之间；所述第一腔体的底部高于所述第二腔体的底部；所述第一分隔网位于所述第一腔体和所述第二腔体的交界处；所述第二分隔网位于所述第二腔体和所述第三腔体的交界处。

所述的连续流动高效分离富集细胞的装置，其中，所述第一腔体的底部设置为斜面。

需要说明的是，所述第一腔体底部的斜面角度为任意设置，其目的在于增加目标细胞或目标有形物通过率，减少第一腔体内的目标细胞或目标有形物、细胞保存液以及其他各种比目标细胞或目标有形物体积更小的物质的残留，使得第一分隔网将体积比细胞更大的杂质拦截在第一腔体内。

所述的连续流动高效分离富集细胞的装置与细胞采集装置配合使用，例如宫颈刷。其中宫颈刷的刷头可以适配置于所述连续流动高效分离富集细胞的装置的第一腔体内，以用于将宫颈刷上的所采集的细胞全部分散于第一腔体内部。

所述的连续流动高效分离富集细胞的装置的第一腔体可直接放入已采集细胞的保存液，如各种积液、穿刺液、腹水、痰液、尿液、罐洗液等体液。

所述的连续流动高效分离富集细胞的装置，其中，所述第二腔体的底部下凹，为细胞富集提供场所。

需要说明的是，所述第二腔体底部下凹处为锥体状，因为将细胞分散于细胞保存液之后，细胞会自然下沉，采集下沉的细胞通常是直接用胶头滴管直接吸附或者是用全自动设备的采样针头吸附，因此圆锥样的下凹处有利于较大限度地吸附所富集到的目标细胞或目标有形物。

所述的连续流动高效分离富集细胞的装置，其中，所述第三腔体用于去除保存液以及体积比目标细胞或目标有形物更小的杂质。

所述的连续流动高效分离富集细胞的装置，其中，所述第一分隔网位于所述第一腔体的底部，所述第一分隔网只允许目标细胞或目标有形物以及体积比目标细胞或目标有形物小的物质通过。

所述的连续流动高效分离富集细胞的装置，其中，所述第二分隔网的底部低于所述第一分隔网的底部，所述第二分隔网只允许保存液以及体积比目标细胞或目标有形物体积更小的物质通过。

需要说明的是，第三腔体的的底部略高于第二腔体的底部，其高度具体为与第二腔体圆锥状下凹处的顶部处于同一高程；因此，当第二腔体内部的液面高度较大时，所形成的压强差就将第二腔体内部的细胞保存液以及比目标细胞或目标有形物体积更小的物质通过第二分隔网流向第三分隔网，也就是说第三分隔网将细胞截留在第二腔体中，细胞保存液和体积比目标细胞或目标有形物体积更小的物质则通过第二分隔网流向第三腔体。

所述的连续流动高效分离富集细胞的装置还具有上盖，所述上盖通过密封装置与所述连续流动高效分离富集细胞的装置本体适配连接，以用于保持所述连续流动高效分离富集细胞的装置各腔体之间处于密封和隔离状态。

需要说明的是，为了避免连续流动高效分离富集细胞的装置遭受外部污染的影响，在非必要情况下要避免所述装置的内部与外界直接接触，因此需要上盖将所述装置与外界隔开。为了达到与外界充分隔开的目的，还需要在腔体的上沿以及上盖上附加密封装置，并且在腔体的外部附加上卡扣或螺纹，防止所述连续流动高效分离富集细胞的装置在转移过程中因为意外而导致上盖打开，充分避免了腔体内部会被污染的可能性。

对应的，本发明还提供一种连续流动高效分离富集细胞的方法，其特征在于，包括：

S1、将采集的细胞和细胞保存液添加至第一腔体内；

S2、在所述第一腔体内混匀所述细胞和所述细胞保存液，以获得流动态细胞；

S3、所述流动态细胞从所述第一腔体通过第一分隔网流向第二腔体，以用于所述第一分隔网将体积大于所述细胞的杂质拦截在所述第一腔体内；

S4、可选的，在所述第一腔体继续添加保存液，增加从第一腔体通过第一分隔网流向第二腔体的细胞数量；

S5、所述流动态细胞从所述第二腔体通过第二分隔网流向第三腔体，以用于所述第二分隔网将微小杂质和所述细胞保存液过滤向所述第三腔体；

S6、吸除残留在所述第三腔体内的所述微小杂质和所述细胞保存液；

S7、重读步骤S1-S5多次，转移所述第二腔体内富集的所述细胞。

需要说明的是，本申请所提供的连续流动高效分离富集细胞的方法，通过不断往第一腔体内添加从细胞采集装置上采集下来的细胞以及细胞保存液，并同时将过滤往第三腔体的微小杂质以及细胞保存液吸走，以使得第一腔体和第二、三腔体之间保持一定的压强差，从而使得第二腔体的底部下凹处能够源源不断地富集细胞。这就是连续流动高效分离富集细胞的基本原理。

具体的，所述向第一腔体内加入细胞保存液的方法包括：

用一次性滴管注入细胞保存液或者用自动化设备的组合针注入所述细胞保存液。

具体的，所述在第一腔体内混匀所述细胞和所述细胞保存液，以获得所述流动态细胞的方法包括：将连续流动高效分离富集细胞装置置于震荡器上震荡或使用装置附属装置通过旋转抽吸等方式搅拌或者向所述第一腔体内鼓入空气搅拌。

本申请所提供的连续流动高效分离富集细胞的方法及装置，细胞、细胞保存液以及体积比目标细胞或目标有形物更小的杂质在第一腔体内通过第一分隔网流向第二腔体，将比目标细胞或目标有形物体积更大的杂质拦截在第一腔体内部；细胞保存液以及体积比目标细胞或目标有形物更小的杂质从第二腔体通过第二分隔网流向第三腔体，将样本目标细胞或目标有形物截留在第二腔体内部；通过将第三腔体内部的细胞保存液以及体积比目标细胞或目标有形物更小的杂质从第三腔体的内部吸附走，以维持第一腔体、第二腔体和第三腔体之间的梯度压强差，以在第二腔体的底部富集细胞。

附图说明

图1为本申请连续流动高效分离富集细胞装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

本发明主要应用于对采集的样本细胞的富集以及保存。

图1为本申请连续流动高效分离富集细胞装置的结构示意图。应用在细胞的采集富集，其中，包括第一腔体1，第二腔体2，第三腔体3，第一分隔网4和第二分隔网5；其中，第二腔体2位于第一腔体1和第三腔体3之间；第一腔体1的底部6高于所述第二腔体2的底部7；第一分隔网4位于第一腔体1和第二腔体2的交界处；第二分隔网5位于第二腔体2和第三腔体3的交界处。

需要说明的是，第一腔体1的体积相对于第二腔体2和第三腔体3的体积较大，一方面是为了适配地将宫颈刷11置于第一腔体内部，以便于将宫颈刷11上的细胞洗脱下来；另一方面是因为细胞保存液一般从第一腔体1倒入，第一腔体1较大的体积以及较大的敞口有助于提高对细胞的洗脱效率，便于手工操作以及自动化操作。

还需要说明的是，本发明所提供的连续流动高效分离富集细胞装置密封性良好，第一腔体和第二腔体之间除了第一分隔网之外没有其他的组合通道，第二腔体和第三腔体之间除了第二分隔网之外也没有其他的组合通道，也就是说各腔体之间没有设计之外的其他联通，防止了已分离杂质对富集目标细胞或目标有形物的污染。

所述第一腔体1的底部6具有斜度，斜率的大小可以为任意参数，其方面为倾斜向第二腔体。当细胞和细胞保存液倒入第一腔体1的内部后，因为具有倾斜角度的底部6的存在，从宫颈刷11上洗脱下来的物质就能通过倾斜的底部随着细胞保存液从第一腔体1流向第一分隔网4。第二腔体2的底部下凹，下凹的形状为类似于圆锥状或者漏斗状。当所述第一隔网将比细胞体积更大的杂质拦截在第一腔体之后，目标细胞或目标有形物、细胞保存液以及体积比目标细胞或目标有形物更小的杂质便流向第二腔体。在这些能通过第一分隔网的组分中，目标细胞或目标有形物能够富集沉淀在第二腔体的圆锥状下凹处，而多余的细胞保存液以及体积比目标细胞或目标有形物体积更小的物质，则通过第二分隔网流向第三腔体，第三腔体的底部与第二腔体底部下凹处的上沿等高。此时需要不断地将流入第三腔体的组分吸附走，以保持第二、三腔体的液面高度能保持低于第一腔体底部的高度，以此来维持第二腔体相对于第一腔体之间的压强差。

所述连续流动高效分离富集细胞装置具有上盖，所述上盖通过密封装置与装置本体适配连接，用以保持腔体间处于隔离状态，用于保持装置和外界处于密封状态。

还需要说明的是，为了避免连续流动高效分离富集细胞装置遭受外部污染的影响，在非必要情况下要避免装置内部与外界直接接触，因此需要上盖将装置的腔体内部与外界隔开。为了达到与外界充分隔开的目的，还需要在腔体的上沿以及上盖上附加密封装置，本发明的密封装置可以是O型圈、膜片、上盖紧配等。为了达到使用机械设备辅助混匀的目的，可选的在上盖上附加搅拌装置，搅拌装置可以是片状，螺旋状、页轮状等形状，并带有传动连接部件，同时为了保证附加搅拌装置的密封性，可在附加搅拌装置转轴与上盖连接处增加密封装置。在腔体的外部附加上卡扣或螺纹，所述卡扣或螺纹可以将上盖与连续流动高效分离富集细胞装置的本体紧密连接，充分防止连续流动高效分离富集细胞装置在转移过程中因为意外而导致上盖打开，充分避免了腔体内部会被污染的可能性。

上盖为实现上述密封和机械设备辅助搅拌的功能，上盖形状不局限于图1上盖示意图形状，上盖可以是一个，也可以是多个，可以是任一个上盖卡扣连接或螺纹连接。

对应的，本发明所提供两种连续流动高效分离富集细胞的方法，包括手工操作法和辅助仪器自动化操作法。

其中，手动操作法的步骤具体优选为：

S1、将采集的细胞和细胞保存液添加至连续流动高效分离富集细胞方法的装置的第一腔体内；

S2、在第一腔体内混匀细胞和细胞保存液，以获得分散的流动态细胞；

S3、流动态细胞从第一腔体通过第一分隔网流向第二腔体，以用于第一分隔网将体积大于目标细胞或目标有形物的杂质拦截在第一腔体内；

S4、可选的，在第一腔体继续添加保存液，增加从第一腔体通过第一分隔网流向第二腔体的细胞数量；

S5、流动态目标细胞或目标有形物从第二腔体通过第二分隔网流向第三腔体，以用于第二分隔网将微小杂质和细胞保存液过滤向第三腔体；

S6、吸除残留在第三腔体内的微小杂质和细胞保存液；

S7、重读步骤S1-S5多次，以使得目标细胞或目标有形物能够不断富集在第二腔体的底部下凹处，用一次性胶头滴管转移富集于第二腔体的底部下凹处富集的目标细胞或目标有形物。

辅助仪器自动化操作法的步骤具体优选为：

S1、向所有的连续流动高效分离富集细胞方法的装置第一腔体内置入刚从细胞采集装置上洗脱下来的组分，所述组分含有细胞、细胞保存液以及各种杂质；

S2、将连续流动高效分离富集细胞方法的装置排序置于样本架上，放在仪器上的指定位置；

S3、自动化仪器设备的组合针下移到第一个连续流动高效分离富集细胞的方法的装置第一腔体和第三腔体的腔体内部；

S4、组合针向第一腔体内部鼓入空气搅拌或使用传动装置使用装置附属装置通过旋转抽吸等方式搅拌，以获得分散的流动态细胞；

S5、流动态细胞从第一腔体通过第一分隔网流向第二腔体，以用于第一分隔网将体积大于目标细胞或目标有形物的杂质拦截在第一腔体内；

S6、可选的，组合针在第一腔体继续添加保存液，增加从第一腔体通过第一分隔网流向第二腔体的细胞数量；

S7、组合针从第三腔体内不断吸除细胞保存液以及各种微小杂质；

S8、流动态目标细胞或目标有形物从第二腔体通过第二分隔网流向第三腔体，以用于第二分隔网将微小杂质和细胞保存液过滤向第三腔体；

S9、自动化仪器设备的转移针下移到连续流动高效分离富集细胞的方法的装置第二腔体锥形凹面底部；

S10、转移针从第二腔体底部将已富集的目标细胞或目标有形物转移；

S11、组合针和转移针向上提起，清洗所有针内外壁；

S12、整排连续流动高效分离富集细胞装置向下一卡位前进，重复步骤S1- S12的所有步骤。

本申请提供的连续流动高效分离富集细胞的方法与装置能够方便地收集细胞采集装置上的细胞，结构简单，使用方便，结合自动化设备能够实现连续的自动化细胞富集转移；将整个连续流动高效分离富集细胞的装置区分为第一腔体、第二腔体和第三腔体；从细胞采集装置上洗脱下来的组分通过第一分隔网流向第二分隔网，从而过截留比细胞体积更大的杂质；余下组分通过第二分隔网将细胞保存液和微小杂质排入第三腔体，最终在第二腔体底部收集到富集的细胞。

Claims (6)

1.一种连续流动高效分离富集细胞的装置，其特征在于，包括：

第一腔体，第二腔体，第三腔体，第一分隔网和第二分隔网，所述第一腔体、第二腔体、第三腔体垂直于底部，垂直于底部方向的投影沿平行于底部方向依次排列，每个腔体的之间的投影不重叠；

所述第二腔体位于所述第一腔体和所述第三腔体之间，以用于转移所述第二腔体内富集的所述细胞或有形物质，转细胞或有形物质的同时，不需要拆卸和破坏腔体本身和腔体之间的分隔部件，同时第一腔体、第三腔体的外形、结构和相对位置不变；

所述第一腔体的底部高于所述第二腔体的收缩锥状下凹处顶部，以用于将采集的细胞和细胞保存液添加至第一腔体内，有利于第二腔体收集细胞或有形物；

所述第一分隔网位于所述第一腔体和所述第二腔体的侧壁的交界面，以用于流动态细胞从所述第一腔体通过第一分隔网流向第二腔体；

所述第二分隔网位于所述第二腔体和所述第三腔体的侧壁的交界面，以用于将微小杂质和所述细胞保存液过滤向所述第三腔体；

所述第一腔体的底部设置为斜面，所述斜面的最低端与所述第一分隔网所在面相交；

所述第二腔体的底部为收缩状锥形下凹面；

所述第一分隔网位于所述第一腔体的底部；

所述第一分隔网的顶部高于所述第二分隔网的顶部；

所述第三腔体的底部略高于第二腔体的底部，与第二腔体底部同一高程；所述第二分隔网的底部略高于第二腔体收缩锥状下凹处顶部和第三腔体的底部；

还包括自动化仪器设备的组合针，所述组合针用于向所述第一腔体添加保存液，从第三腔体吸除保存液及杂质，从第二腔体底部将已富集的目标细胞或目标有形物悬浮液转移，实现转移目标细胞或有形物的同时不需要拆卸腔体及对腔体外壁和三个腔体之间的分隔状态产生破坏作用，达到连续流动富集的效果。

2.如权利要求1所述的连续流动高效分离富集细胞的装置，其特征在于，所述第一分隔网的通过孔径大于所述第二分隔网的通过孔径，第一分隔网的孔径小于杂质直径，第二分隔网孔径小于目标细胞和有形物的直径。

3.如权利要求1所述的连续流动高效分离富集细胞的装置，其特征在于，所述连续流动高效分离富集细胞的装置的顶部安装有上盖和密封装置，所述上盖通过所述密封装置与所述连续流动高效分离富集细胞的装置本体连接，所述上盖和密封装置隔离第一腔体和第二腔体之间除网孔以外的流通路径，第二腔体和第三腔体之间除网孔以外的流通路径。

4.一种应用权利要求1-3任一项装置连续流动高效分离富集细胞的方法，其特征在于，包括步骤：

S1、将采集的细胞和细胞保存液添加至第一腔体内；

S2、在所述第一腔体内混匀所述细胞和所述细胞保存液，以获得分散的流动态细胞；

S3、所述流动态细胞从所述第一腔体通过第一分隔网流向第二腔体，以用于所述第一分隔网将体积大于所述细胞的杂质拦截在所述第一腔体内；

S4、所述流动态细胞从所述第二腔体通过第二分隔网流向第三腔体，以用于所述第二分隔网将微小杂质和所述细胞保存液过滤向所述第三腔体；

S5、吸除残留在所述第三腔体内的所述微小杂质和所述细胞保存液；

S6、重复步骤S1-S4多次，转移所述第二腔体内富集的所述细胞或有形物的悬浮液。

5.如权利要求4所述的连续流动高效分离富集细胞的方法，其特征在于，所述将采集的所述细胞和所述细胞保存液添加至所述第一腔体内的方法包括：

用一次性滴管注入所述细胞保存液或者用自动化设备的组合针注入所述细胞保存液；

所述吸除残留在所述第三腔体内的所述微小杂质和所述细胞保存液的方法包括：

用一次性滴管吸除第三腔体内的液体及杂质或者用自动化设备的组合针吸除第三腔体内的液体及杂质；

所述转移所述第二腔体内富集细胞或有形物的方法包括：用一次性滴管吸取或者用自动化设备的组合针吸取并转移第二腔体内的富集细胞或有形物；

所述第一腔体注入细胞保存液，吸除液第三腔体液体和杂质，转移第二腔体目标富集细胞或有形物的过程各自独立，不改变和破坏腔体间的相对位置和分隔状态，以保证连续的获得流动态细胞或有形物，连续的得到含有富集的细胞或有形物的悬浮液，连续的转移细胞及有形物同时不改变细胞及有形物的保存环境。

6.如权利要求4所述的连续流动高效分离富集细胞的方法，其特征在于，所述在第一腔体内混匀所述细胞和所述细胞保存液，以获得所述流动态细胞或有形物的方法包括：

将连续流动高效分离富集细胞装置置于震荡器上震荡或使用装置附属装置通过旋转抽吸搅拌，或者向所述第一腔体内鼓入空气搅拌，同时不影响第二腔体和第三腔体的分隔状态。

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