CN117801927A - 用于处理组织和细胞的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物制药技术领域，且公开了一种用于处理组织和细胞的装置，包括：样品容器、液路组件、流体驱动器、控制单元、微流控芯片以及芯片夹具模块，流体驱动器和液路组件在控制单元的控制下相互配合，驱动流体在样品容器与微流控芯片之间流动。该用于处理组织和细胞的装置，通过设置液路组件和流体驱动器，自动将流体精确地注入微流控芯片中进行生物工艺处理，装置采用不同类型的微流控芯片即可实现不同的处理功能，兼容性强，使用方便，进一步的，采用注射泵模块作为流体驱动器，不但能够夹紧固定注射器，而且能够精确地调节注射器推杆的推动速度，方便对流体的注入速度进行控制。

Description

用于处理组织和细胞的装置

技术领域

本发明涉及生物制药技术领域，具体为一种用于处理组织和细胞的装置。

背景技术

血小板是从骨髓成熟的巨核细胞胞浆裂解脱落下来的小块胞质，血小板却对机体的止血功能极为重要，因血管创伤而失血时，血小板迅速黏附于创伤处并聚集成团，形成较松软的止血栓子；再促进血凝并形成坚实的止血栓子，存在许多血小板生产或功能受损的临床疾病需要血小板输液，临床需求的血小板依赖于供血者获得的血小板的输液，但血小板储存期短、献血者人数的不确定性等往往造成血小板供给不足，因此在体外量产功能性血小板具有重大的临床意义，造血组织中的多功能造血干细胞在经过定向分化发展成为成熟的巨核细胞，然后前血小板从巨核细胞延伸浸入到血管中被释放而生成血小板，目前已证实脐带血造血干细胞、外周血造血干细胞和骨髓造血干细胞均可进行体外培养，并诱导生成巨核细胞，最终生成血小板。

巨核细胞在静态系统中生长和血小板释放，所得到的巨核细胞和血小板数量有限，在流动条件下可对成熟的巨核细胞施加剪切力，由此提高血小板释放的效率，但目前常见的涡流反应器生产血小板时间长，产量低，不适合实验室生产研究，也不适用于大规模生产。

微流控(Microfluidics)是一种通过微管道(尺寸为几微米到几百微米)处理或操纵微小流体的技术。微流控技术可将生物、化学和医学等领域中所涉及的样本制备、稀释、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块具有微米尺度微通道的芯片上。这种芯片一般是由各种储液池和相互连接的微通道网络组成，能精密地控制液体流动，实现试剂耗材的最大利用效率，而且能大大缩短样本处理时间。

虽然通过微流控技术进行流体控制具有诸多优点，但是目前没有相关设备来做完整的测试，导致向微流控芯片内注入培养液的速度难以控制，此外，细胞通常不能长时间保持活性，容易出现细胞聚集、沉淀等现象，堵塞微流控芯片的内部通道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于处理组织和细胞的装置，解决了上述背景中提到的问题。

本发明提供如下技术方案：一种用于处理组织和细胞的装置，包括：样品容器，用于容纳生物样品或试剂；

振荡模块，用于振荡所述样品容器；

微流控芯片，具有微流体通道，所述微流体通道与所述样品容器连通，用于接收所述样品容器的生物样品或试剂，并对其进行工艺处理；

芯片夹具模块，用于所述微流控芯片的承载和定位，且所述芯片夹具模块设置有进液接口和出液接口，所述进液接口和所述出液接口用于连通所述微流控芯片的微流体通道；

液路组件，包括无菌导管和夹管阀，所述无菌导管用于连接所述样品容器和所述芯片夹具模块的进液接口和出液接口，所述夹管阀设置于所述无菌导管上，用于控制所述无菌导管的通断；

流体驱动器，设置在所述液路组件上，用于驱动流体在所述样品容器与所述微流控芯片之间流动；

控制单元，与所述流体驱动器以及所述液路组件的夹管阀连接，用于控制所述流体驱动器和所述夹管阀的工作状态。

优选的，所述流体驱动器为注射泵模块，所述注射泵模块包括：注射器和驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述注射器的推杆来回移动，以实现液体的抽吸以及注射；

其中，所述驱动组件包括丝杆电机、V型托块、导杆、推块、后压板和前挡板；

所述丝杆电机的输出端设置有丝杆，所述丝杆的其中一端与所述丝杆电机的输出端连接，所述丝杆的另一端与所述V型托块连接，两根所述导杆分别设置在所述丝杆的相对两侧并与所述丝杆相互平行，所述导杆的其中一端与所述V型托块连接，所述导杆的另一端穿过所述推块与所述丝杆电机连接，所述丝杆通过螺母与所述推块连接，所述丝杆电机用于驱动所述推块沿着所述导杆来回移动；

所述后压板安装在所述推块上，所述前挡板安装在V型托块上，且所述后压板与所述前挡板相对设置，所述后压板和所述前挡板均开设有凹槽，所述前挡板的凹槽用于放置所述注射器的腔体，所述后压板的凹槽用于放置所述注射器的推杆。

优选的，所述注射泵模块还包括：固定杆和腔体压板；

所述固定杆竖直安装在所述V型托块上，所述腔体压板的其中一端套设于所述固定杆上并与所述固定杆固定连接，所述腔体压板的另一端伸入于所述V型托块的V形槽中，用于压紧固定所述注射器的腔体。

优选的，所述注射泵模块还包括：安装架、安装罩壳和电机罩壳；

所述安装罩壳安装在安装架上，所述安装架与所述安装罩壳之间形成一容置空间，所述丝杆电机的电机部分位于所述容置空间中，所述V型托块和所述电机罩壳均安装在所述安装罩壳的顶部。

优选的，所述液路组件包括：第一夹管阀、第二夹管阀、第一导液管、第二导液管和第三导液管；

所述注射泵模块的注射器通过所述第一导液管与所述样品容器连接，所述注射器通过所述第二导液管与所述芯片夹具模块的进液接口连接，所述样品容器通过所述第三导液管与所述芯片夹具模块的出液接口连接，所述第一夹管阀安装在第一导液管上，所述第二夹管阀安装在第二导液管上。

优选的，所述样品容器上设置有空气过滤器和多个连接头，所述第一导液管、所述第二导液管和所述第三导液管的两端均安装有管路接头，所述第一导液管的一端通过管路接头与所述注射器的抽液口连接，所述第一导液管的另一端通过管路接头与所述样品容器的取样接头连接，所述第二导液管的一端通过管路接头与所述注射器的出液端连接，所述第二导液管的另一端通过管路接头与所述芯片夹具模块的进液接口连接，所述第三导液管的一端通过管路接头与所述芯片夹具模块的出液接口连接，所述第三导液管的另一端通过管路接头与所述样品容器的连接头连接。

优选的，所述液路组件还包括压力传感器，所述压力传感器安装在所述第二导液管上，用于检测所述第二导液管中的液体压力。

优选的，所述芯片夹具模块包括：上夹具盖板、下夹具盖板和夹具固定板；

所述夹具固定板开设有安装槽，所述下夹具盖板设置于所述安装槽中并与所述夹具固定板的内壁贴合，所述上夹具盖板设置于所述下夹具盖板的顶部并与所述夹具固定板连接，所述上夹具盖板与所述下夹具盖板之间形成芯片卡槽；

所述上夹具盖板上开设有若干个接头通道，所述接头通道为进液接口或出液接口。

优选的，所述上夹具盖板上开设有2N个接头通道，N为自然数，2N个所述接头通道以所述上夹具盖板的中心位置为对称中心呈对称分布。

优选的，所述芯片夹具模块的数量为多个，多个所述芯片夹具模块的进液接口和出液接口均为串联设置；或者

所述芯片夹具模块和所述样品容器的数量均为多个，多个所述芯片夹具模块的进液接口和出液接口均为并联设置，且多个所述芯片夹具模块的进液接口均与所述注射器连接，多个所述芯片夹具模块的出液接口与多个所述样品容器一一对应连接。

优选的，所述振荡模块包括：安装板、载架、载板、驱动电机和至少一个转盘组件；

所述转盘组件包括转盘、第一支撑轴和第二支撑轴，所述第二支撑轴与所述转盘同轴设置，所述第一支撑轴的轴线偏离于所述转盘的轴线，所述转盘通过所述第一支撑轴与所述载板固定连接，所述转盘通过所述第二支撑轴与所述安装板转动连接；

所述驱动电机安装在所述安装板上，所述驱动电机的输出轴与所述转盘组件的其中一个转盘连接，所述载架安装在载板的顶部。

优选的，所述转盘组件有三个，三个转盘的位置呈三角形排布。

优选的，还包括主机座，所述主机座具有容纳槽，所述振荡模块具有多个支撑脚柱，所述振荡模块通过所述支撑脚柱固定在所述容纳槽的底部；

所述样品容器放置于所述载架上，所述载架的其中一侧开设有观察口，所述主机座的表面设置有观察窗，所述观察窗的位置与所述载架的观察口相对应。

优选的，所述主机座上安装有指示灯和通讯接口，所述指示灯、所述通讯接口、所述注射泵模块的丝杆电机、所述振荡模块的驱动电机均与所述控制单元电连接。

优选的，所述振荡模块为摇摆式生物反应器的摇摆组件，所述样品容器为该摇摆式生物反应器的一次性无菌袋。

优选的，所述微流控芯片的微流体通道中设置有微柱阵列，所述微柱阵列用于剥落巨核细胞以产生血小板，所述用于处理组织和细胞的装置为血小板制备装置。

优选的，所述微流控芯片的微流体通道用于分离细胞或生物组分。

与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

1、本发明，通过设置液路组件和流体驱动器，实现往复抽取注射、先注射后抽取、先抽取后注射等动作，自动抽取样品容器内的液体，并将液体注入到微流控芯片中进行工艺处理。

2、本发明，采用注射泵模块作为流体驱动器，注射泵模块对注射器夹紧固定，能够精确地调节注射器推杆的推动速度，方便对流体的注入速度进行控制。

3、本发明，通过设置芯片夹具模块，微流控芯片通过上夹具盖板和下夹具盖板进行夹持固定，上夹具盖板上设置多个接头通道，供微流控芯片的进液接口和出液接口对接，方便固定微流控芯片。而且，上夹具盖板的接头通道采用对称分布，将上夹具盖板方向旋转180°，即可配合多通道芯片的使用。

4、本发明，通过设置振荡模块，对样品容器的内的试剂进行晃动，使得制备血小板过程中巨核细胞保持悬浮状态，使得培养液内的细胞浓度均匀，防止细胞沉降致使进入液路组件内细胞的浓度过大，避免微流控芯片内部通道堵塞。

5、本发明，可采用不同类型的微流控芯片，以实现细胞分离纯化、血小板制备或其他功能。此外，还可用摇摆式生物反应器替代样品容器和振荡模块，利用摇摆式生物反应器的控温组件，装置可进一步具备细胞培养功能。

附图说明

图1为本发明俯视结构示意图；

图2为本发明立体结构示意图；

图3为本发明注射泵模块结构示意图；

图4为本发明注射泵模块在移动推块时的结构示意图；

图5为本发明后压板和前挡板的结构示意图；

图6为本发明芯片夹具模块侧剖结构示意图；

图7为本发明振荡模块结构示意图；

图8为本发明振荡模块的部分结构示意图；

图9为本发明转盘以及第一支撑轴和第二支撑轴的结构示意图；

图10为本发明液路组件和注射器的结构示意图；

图11为本发明另一实施例的液路组件和注射器的结构示意图；

图12为本发明又一实施例的液路组件和注射器的结构示意图。

图中：1、主机座；2、液路组件；21、注射器；22、第一夹管阀；23、第二夹管阀；24、第一导液管；25、第二导液管；26、第三导液管；27、压力传感器；3、注射泵模块；31、安装架；32、安装罩壳；33、丝杆；34、V型托块；35、电机罩壳；36、导杆；37、推块；38、后压板；39、前挡板；310、固定杆；311、腔体压板；4、芯片夹具模块；41、微流控芯片；42、上夹具盖板；43、下夹具盖板；44、夹具固定板；45、接头通道；5、振荡模块；51、安装板；52、载架；53、载板；54、转盘；55、支撑脚柱；56、驱动电机；57、第一支撑轴；58、第二支撑轴；6、空气过滤器；7、连接头；8、管路接头；9、指示灯；10、观察窗；11、通讯接口；12、样品容器。

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。

请参阅图1-10，一种用于处理组织和细胞的装置，包括：样品容器12，用于容纳生物样品或试剂；

振荡模块5，用于振荡所述样品容器12；

微流控芯片41，具有微流体通道，所述微流体通道与所述样品容器12连通，用于接收所述样品容器12的生物样品或试剂，并对其进行工艺处理；

芯片夹具模块4，用于所述微流控芯片41的承载和定位，且所述芯片夹具模块4设置具有进液接口和出液接口，所述进液接口和所述出液接口用于连通所述微流控芯片41的微流体通道；

液路组件2，包括无菌导管和夹管阀，所述无菌导管用于连接所述样品容器12和所述芯片夹具模块4的进液接口和出液接口，所述夹管阀设置于所述无菌导管上，用于控制所述无菌导管的通断；

流体驱动器，设置在所述液路组件2上，用于驱动流体在所述样品容器12与所述微流控芯片41之间流动；

控制单元，与所述流体驱动器以及所述液路组件2的夹管阀连接，用于控制所述流体驱动器和所述夹管阀的工作状态。

具体的，所述流体驱动器与液路组件2配合，能够实现往复注射抽取、先注射后抽取、先抽取后注射等动作。

本实施例中，所述流体驱动器为注射泵模块3。其他实施例中，流体驱动器也可采用蠕动泵、气动压力泵或其他动力源。与其他动力源相比，注射泵模块3能够更加精确地调节注射器推杆的推动速度，方便对流体的注入速度进行控制。

请参阅图3至图5，注射泵模块3包括：注射器21和驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述注射器21的推杆来回移动，以实现液体的抽吸以及注射，其中，所述驱动组件包括丝杆电机、V型托块34、导杆36、推块37、后压板38和前挡板39；所述丝杆电机的输出端设置有丝杆33，丝杆33的其中一端与丝杆电机的输出端连接，丝杆33的另一端与V型托块34连接，两根导杆36分别设置在丝杆33的两侧并与丝杆33相互平行，导杆36的其中一端与V型托块34连接，导杆36的另一端穿过推块37与丝杆电机连接，丝杆33通过螺母与推块37连接，丝杆电机用于驱动推块37沿着导杆36来回移动；

后压板38安装在推块37上，前挡板39安装在V型托块34上，且后压板38与前挡板39相对设置，后压板38和前挡板39均开设有凹槽，前挡板39的凹槽用于放置注射器21的腔体，后压板38的凹槽用于放置注射器21的推杆。优选的，后压板38和前挡板39的凹槽均为V型槽，且后压板38的V型槽设置为对称的阶梯状。如此，可适用于不同型号尺寸的注射器21。

注射泵模块3还包括：固定杆310和腔体压板311，固定杆310竖直安装在V型托块34上，腔体压板311的其中一端套设于固定杆310上并与固定杆310固定连接，腔体压板311的另一端伸入于V型托块34的V形槽中，用于固定注射器21的腔体。

注射泵模块3还包括：安装架31、安装罩壳32和电机罩壳35，安装罩壳32安装在安装架31上，安装架31与安装罩壳32之间形成一容置空间，丝杆电机位于容置空间中，V型托块34和电机罩壳35均安装在安装罩壳32的顶部。

请参阅图10，所述液路组件2包括两个夹管阀(即第一夹管阀22和第二夹管阀23)和三条无菌导管(即第一导液管24、第二导液管25和第三导液管26)，所述注射泵模块3的注射器21通过所述第一导液管24与所述样品容器12连接，所述注射器21通过所述第二导液管25与所述芯片夹具模块4的进液接口连接，所述样品容器12通过所述第三导液管26与所述芯片夹具模块4的出液接口连接，所述第一夹管阀22安装在第一导液管24上，所述第二夹管阀23安装在第二导液管25上。

请继续参阅图10，样品容器12上设置有空气过滤器6和多个连接头7，第一导液管24、第二导液管25和第三导液管26的两端均安装有管路接头8，第一导液管24的一端通过管路接头8与注射器21的抽液口连接，第一导液管24的另一端通过管路接头8与样品容器12的取样接头连接，第二导液管25的一端通过管路接头8与注射器21的出液端连接，第二导液管25的另一端通过管路接头8与微流控芯片41的进液接口连接，第三导液管26的一端通过管路接头8与微流控芯片41的出液接口连接，第三导液管26的另一端通过管路接头8与样品容器12的连接头7连接。

其中，管路接头8为现有的密封接头，主要为公母鲁尔头、倒锥接头两种类型的接头，第二导液管25和第三导液管26与微流控芯片41之间的管路接头8均采用倒锥接头，芯片夹具采用倒锥接头连接，第一导液管24、第二导液管25和第三导液管26与注射器21之间的管路接头8均采用鲁尔接头连接。

在一个具体的实施例中，液路组件2还包括压力传感器27，压力传感器27安装在第二导液管25上，用于检测第二导液管25中的液体压力。

其中，注射器21、第一夹管阀22、第二夹管阀2、压力传感器27以及各个无菌导管和接头均可作为耗材一次性使用。

请参阅图6，芯片夹具模块4包括：上夹具盖板42、下夹具盖板43和夹具固定板44，夹具固定板44开设有安装槽，下夹具盖板43设置于安装槽中并与夹具固定板44的内壁贴合，上夹具盖板42设置于下夹具盖板43的顶部并与夹具固定板44连接，上夹具盖板42与下夹具盖板43之间形成芯片卡槽，上夹具盖板42上开设有若干个接头通道45，接头通道45作为进液接口或出液接口，用于连通微流控芯片41的微流体通道。

优选的，微流控芯片41为对称结构，上夹具盖板42上开设有2N个接头通道45，N为自然数，接头通道45以上夹具盖板42的中心位置为对称中心呈对称分布，上夹具盖板42绕其中心垂线旋转180°后，其中一个接头通道45的位置与另一个接头通道45的原位置重合。如此，芯片夹具模块4可配合多通道芯片使用。

例如，微流控芯片41为四通道芯片，芯片夹具模块4的上夹具盖板42上可开设四个接头通道45，其中两个为进液接口，另外两个为出液接口，进液接口和出液接口间隔设置。使用时，芯片夹具模块4的进液接口与芯片的1，3通道对接，调转夹具方向即可与芯片的2，4通道对接。

请参阅图7至图9，振荡模块5包括：安装板51、载架52、载板53、驱动电机56和至少一个转盘组件，安装板51的底部安装有多个支撑脚柱55，驱动电机56安装在安装板51上，其输出轴与其中一个转盘组件连接转盘组件包括转盘54、第一支撑轴57和第二支撑轴58，第二支撑轴58与转盘54同轴设置，第一支撑轴57的轴线偏离于转盘54的轴线，转盘54通过第一支撑轴57与载板53固定连接，转盘54通过第二支撑轴58与安装板51转动连接，转盘54上开设有限位孔，限位孔中设置有限位卡簧，第一支撑轴57的下端通过限位卡簧与转盘54连接，载架52安装在载板53的顶部，用于放置样品容器12。

在一个具体的实施例中，转盘组件有三个，三个转盘组件对应三个转盘54，三个转盘54的位置呈三角形排布。其中，与驱动电机56的输出轴连接的一个转盘组件为主动组件，另外两个转盘组件为从动组件。振荡模块5采用偏心轴平衡设计，三角排布便于平衡控制。

请参阅图2和图7，本实施例中，所述用于处理组织和细胞的装置还包括主机座1，所述主机座1具有容纳槽，所述振荡模块5安装于在所述容纳槽中，所述振荡模块5通过多个支撑脚柱55与所述容纳槽的底部固定连接，载架52的其中一侧开设有观察口，主机座1的表面设置有观察窗10，观察窗10的位置与载架52的观察口相对应，可以通过观察窗10实时观察样品容器12内原液的情况，方便进行工作操作。

本实施例中，所述液路组件2、所述注射泵模块3和所述芯片夹具模块4均安装在主机座1的顶部。其他实施例中，所述液路组件2、所述注射泵模块3和所述芯片夹具模块4可根据需要安装在所述主机座1的侧壁上，或者安装在所述主机座1开设的安装槽中，具体安装位置不做限定。

本实施例中，所述主机座1的顶部仅安装一个夹具模块4。其他实施例中，所述主机座1的顶部可安装多个夹具模块4，如此可安装多个微流控芯片41，多个微流控芯片41可同时工作，以提高制备效率。

如图11所示，在另一个具体的实施例中，所述芯片夹具模块4的数量为多个，多个所述芯片夹具模块4的进液接口和出液接口均为串联设置，这些芯片夹具模块4中的微流控芯片41共用同一套液路组件2与同一个样品容器12连接。

如图12所示，在又一个具体的实施例中，所述芯片夹具模块4和所述样品容器4的数量均为多个，多个所述芯片夹具模块4的进液接口和出液接口均为并联设置，且多个所述芯片夹具模块4的进液接口均与所述注射器21连接，多个所述芯片夹具模块4的出液接口与多个所述样品容器12一一对应连接。多个样品容器12，可共用同一个振荡模块5。

其中，所述微流控芯片41的结构可定制，通过定制不同的芯片结构获得不同类型的芯片。相应的，用于处理组织和细胞的装置采用不同类型的芯片对流体进行工艺处理，实现的功能也不相同。例如，以实现细胞分离、纯化或其他功能也不相同后会进行芯片类型对应的工艺处理。

本实施例中，所述微流控芯片41的微流体通道中设置有微柱阵列，所述微柱阵列用于剥落巨核细胞以产生血小板。相应的，所述用于处理组织和细胞的装置为血小板制备装置。

其他实施例中，所述微流控芯片41的微流体通道可用于分离细胞或生物组分，或者实现其他功能。相应的，所述用于处理组织和细胞的装置则为细胞分离纯化或其他类型的装置。

本实施例中，所述样品容器12为样品瓶，所述振荡模块5的承载结构根据所述样品瓶进行设计，所述振荡模块5的振荡功能由电机驱动转盘组件旋转实现。

其他实施例中，所述样品容器12和振荡模块5可用摇摆式生物反应器替代。即，所述摇摆式生物反应器的一次性无菌袋代替样品瓶，所述摇摆式生物反应器的摇摆结构代替振荡模块5。所述摇摆式生物反应器还包括控温组件等，若采用摇摆式生物反应器，所述用于处理组织和细胞的装置还可进一步实现细胞培养功能。

若用摇摆式生物反应器替代样品容器12和振荡模块5，主机座1与摇摆式生物反应器可独立设置，也可将摇摆式生物反应器设置于主机座1中组合成一个设备。

请继续参阅图2，在一个具体的实施例中，主机座1上安装有指示灯9和通讯接口11，指示灯9、通讯接口11、注射泵模块3的丝杆电机、振荡模块5的驱动电机均与控制单元电连接，通讯接口11可以联网，在电脑或其它设备上上实时显示设备相关数据。

本实施例提供的用于处理组织和细胞的装置，能够从样品瓶中抽取生物流体，并将其注入于给微流控芯片41中，经过微流控芯片41的工艺处理之后，回到样品瓶中。在其他实施例中，经过微流控芯片41工艺处理后的生物流体，也可以不回到同一个样品瓶中，而是经过无菌导管进入另一容器中。所述生物流体含有生物样品，所述生物样品可以是组织和细胞中的一种或多种。

所述用于处理组织和细胞的装置开始工作时，微流控芯片41通过上夹具盖板42和下夹具盖板43进行夹持固定，微流控芯片41的微流体通道与上夹具盖板42的进液接口和出液接口对接，注射器21横向放置在V型托块34上，并通过腔体压板311对注射器21的腔体部分夹紧固定，注射器21的推杆放置于后压板38的凹槽中并与推块37相抵，当丝杆33转动时，可驱动推块37运动，进而带动注射器21的推杆运动。

当注射器21抽液时，第一夹管阀22打开，第二夹管阀23关闭，样品瓶中的液体通过第一导液管24抽入注射器21。当注射器21排液时，第一夹管阀22关闭，第二夹管阀23打开。液体通过第二导液管25从上夹具盖板42的进液接口进入，流经微流控芯片41的微流体通道后，从上夹具盖板42的出液接口流出，之后经过第三导液管26流入样品瓶内。如此，抽取样品瓶瓶内细胞液或其他生物流体，再将抽取的流体注入到微流控芯片41中进行生物工艺处理，在此过程中注射泵模块3能够精确地调节注射器21推杆的推动速度，方便对流体的注入速度进行控制。与此同时，样品瓶放置在振荡模块5的载架52上，启动驱动电机56驱动载板53和载架52运动，对样品瓶内的生物流体进行晃动，能够防止细胞或生物组分沉降。在制备血小板的过程中，晃动样品容器12能够让巨核细胞保持悬浮状态，培养液内的细胞浓度更加均匀，因此进入液路组件2内细胞的浓度不会过大，由此避免微流控芯片41的内部通道堵塞。

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 (17)

1.一种用于处理组织和细胞的装置，其特征在于，包括：

样品容器(12)，用于容纳生物样品或试剂；

振荡模块(5)，用于振荡所述样品容器(12)；

微流控芯片(41)，具有微流体通道，所述微流体通道与所述样品容器(12)连通，用于接收所述样品容器(12)的生物样品或试剂，并对其进行工艺处理；

芯片夹具模块(4)，用于所述微流控芯片(41)的承载和定位，且所述芯片夹具模块(4)设置有进液接口和出液接口，所述进液接口和所述出液接口用于连通所述微流控芯片(41)的微流体通道；

液路组件(2)，包括无菌导管和夹管阀，所述无菌导管用于连接所述样品容器(12)和所述芯片夹具模块(4)的进液接口和出液接口，所述夹管阀设置于所述无菌导管上，用于控制所述无菌导管的通断；

流体驱动器，设置在所述液路组件(2)上，用于驱动流体在所述样品容器(12)与所述微流控芯片(41)之间流动；

控制单元，与所述流体驱动器以及所述液路组件(2)的夹管阀连接，用于控制所述流体驱动器和所述夹管阀的工作状态。

2.根据权利要求1所述的用于处理组织和细胞的装置，其特征在于，所述流体驱动器为注射泵模块(3)，所述注射泵模块(3)包括：注射器(21)和驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述注射器(21)的推杆来回移动，以实现液体的抽吸以及注射；

其中，所述驱动组件包括丝杆电机、V型托块(34)、导杆(36)、推块(37)、后压板(38)和前挡板(39)；

所述丝杆电机的输出端设置有丝杆(33)，所述丝杆(33)的其中一端与所述丝杆电机的输出端连接，所述丝杆(33)的另一端与所述V型托块(34)连接，两根所述导杆(36)分别设置在所述丝杆(33)的相对两侧并与所述丝杆(33)相互平行，所述导杆(36)的其中一端与所述V型托块(34)连接，所述导杆(36)的另一端穿过所述推块(37)与所述丝杆电机连接，所述丝杆(33)通过螺母与所述推块(37)连接，所述丝杆电机用于驱动所述推块(37)沿着所述导杆(36)来回移动；

所述后压板(38)安装在所述推块(37)上，所述前挡板(39)安装在V型托块(34)上，且所述后压板(38)与所述前挡板(39)相对设置，所述后压板(38)和所述前挡板(39)均开设有凹槽，所述前挡板(39)的凹槽用于放置所述注射器(21)的腔体，所述后压板(38)的凹槽用于放置所述注射器(21)的推杆。

3.根据权利要求2所述的用于处理组织和细胞的装置，其特征在于，所述注射泵模块(3)还包括：固定杆(310)和腔体压板(311)；

所述固定杆(310)竖直安装在所述V型托块(34)上，所述腔体压板(311)的其中一端套设于所述固定杆(310)上并与所述固定杆(310)固定连接，所述腔体压板(311)的另一端伸入于所述V型托块(34)的V形槽中，用于压紧固定所述注射器(21)的腔体。

4.根据权利要求2所述的用于处理组织和细胞的装置，其特征在于，所述注射泵模块(3)还包括：安装架(31)、安装罩壳(32)和电机罩壳(35)；

所述安装罩壳(32)安装在安装架(31)上，所述安装架(31)与所述安装罩壳(32)之间形成一容置空间，所述丝杆电机的电机部分位于所述容置空间中，所述V型托块(34)和所述电机罩壳(35)均安装在所述安装罩壳(32)的顶部。

5.根据权利要求2所述的用于处理组织和细胞的装置，其特征在于，所述液路组件(2)包括：第一夹管阀(22)、第二夹管阀(23)、第一导液管(24)、第二导液管(25)和第三导液管(26)；

所述注射泵模块(3)的注射器(21)通过所述第一导液管(24)与所述样品容器(12)连接，所述注射器(21)通过所述第二导液管(25)与所述芯片夹具模块(4)的进液接口连接，所述样品容器(12)通过所述第三导液管(26)与所述芯片夹具模块(4)的出液接口连接，所述第一夹管阀(22)安装在第一导液管(24)上，所述第二夹管阀(23)安装在第二导液管(25)上。

6.根据权利要求5所述的用于处理组织和细胞的装置，其特征在于，所述样品容器(12)上设置有空气过滤器(6)和多个连接头(7)，所述第一导液管(24)、所述第二导液管(25)和所述第三导液管(26)的两端均安装有管路接头(8)，所述第一导液管(24)的一端通过管路接头(8)与所述注射器(21)的抽液口连接，所述第一导液管(24)的另一端通过管路接头(8)与所述样品容器(12)的取样接头连接，所述第二导液管(25)的一端通过管路接头(8)与所述注射器(21)的出液端连接，所述第二导液管(25)的另一端通过管路接头(8)与所述芯片夹具模块(4)的进液接口连接，所述第三导液管(26)的一端通过管路接头(8)与所述芯片夹具模块(4)的出液接口连接，所述第三导液管(26)的另一端通过管路接头(8)与所述样品容器(12)的连接头(7)连接。

7.根据权利要求5所述的用于处理组织和细胞的装置，其特征在于，所述液路组件(2)还包括压力传感器(27)，所述压力传感器(27)安装在所述第二导液管(25)上，用于检测所述第二导液管(25)中的液体压力。

8.根据权利要求1所述的用于处理组织和细胞的装置，其特征在于，所述芯片夹具模块(4)包括：上夹具盖板(42)、下夹具盖板(43)和夹具固定板(44)；

所述夹具固定板(44)开设有安装槽，所述下夹具盖板(43)设置于所述安装槽中并与所述夹具固定板(44)的内壁贴合，所述上夹具盖板(42)设置于所述下夹具盖板(43)的顶部并与所述夹具固定板(44)活动连接，所述上夹具盖板(42)与所述下夹具盖板(43)之间形成芯片卡槽；

所述上夹具盖板(42)上开设有若干个接头通道(45)，所述接头通道(45)作为进液接口或出液接口。

9.根据权利要求8所述的用于处理组织和细胞的装置，其特征在于，所述上夹具盖板(42)上开设有2N个接头通道(45)，N为自然数，2N个所述接头通道(45)以所述上夹具盖板(42)的中心位置为对称中心呈对称分布。

10.根据权利要求8所述的用于处理组织和细胞的装置，其特征在于，所述芯片夹具模块(4)的数量为多个，多个所述芯片夹具模块(4)的进液接口和出液接口均为串联设置；或者

所述芯片夹具模块(4)和所述样品容器(12)的数量均为多个，多个所述芯片夹具模块(4)的进液接口和出液接口均为并联设置，且多个所述芯片夹具模块(4)的进液接口均与所述注射器(21)连接，多个所述芯片夹具模块(4)的出液接口与多个所述样品容器(12)一一对应连接。

11.根据权利要求1所述的用于处理组织和细胞的装置，其特征在于，所述振荡模块(5)包括：安装板(51)、载架(52)、载板(53)、驱动电机(56)和至少一个转盘组件；

所述转盘组件包括转盘(54)、第一支撑轴(57)和第二支撑轴(58)，所述第二支撑轴(58)与所述转盘(54)同轴设置，所述第一支撑轴(57)的轴线偏离于所述转盘(54)的轴线，所述转盘(54)通过所述第一支撑轴(57)与所述载板(53)固定连接，所述转盘(54)通过所述第二支撑轴(58)与所述安装板(51)转动连接；

所述驱动电机(56)安装在所述安装板(51)上，所述驱动电机(56)的输出轴与所述转盘组件的其中一个转盘(54)连接，所述载架(52)安装在载板(53)的顶部。

12.根据权利要求11所述的用于处理组织和细胞的装置，其特征在于，所述转盘组件有三个，三个转盘(54)的位置呈三角形排布。

13.根据权利要求11所述的用于处理组织和细胞的装置，其特征在于，还包括主机座(1)，所述主机座(1)具有容纳槽，所述振荡模块(5)具有多个支撑脚柱(55)，所述振荡模块(5)通过所述支撑脚柱(55)固定在所述容纳槽的底部；

所述样品容器(12)放置于所述载架(52)上，所述载架(52)的其中一侧开设有观察口，所述主机座(1)的表面设置有观察窗(10)，所述观察窗(10)的位置与所述载架(52)的观察口相对应。

14.根据权利要求13所述的用于处理组织和细胞的装置，其特征在于，所述主机座(1)上安装有指示灯(9)和通讯接口(11)，所述指示灯(9)、所述通讯接口(11)、所述注射泵模块(3)的丝杆电机、所述振荡模块(5)的驱动电机(56)均与所述控制单元电连接。

15.根据权利要求1所述的用于处理组织和细胞的装置，其特征在于，所述振荡模块(5)为摇摆式生物反应器的摇摆组件，所述样品容器(12)为该摇摆式生物反应器的一次性无菌袋。

16.根据权利要求1所述的用于处理组织和细胞的装置，其特征在于，所述微流控芯片(41)的微流体通道中设置有微柱阵列，所述微柱阵列用于剥落巨核细胞以产生血小板，所述用于处理组织和细胞的装置为血小板制备装置。

17.根据权利要求1所述的用于处理组织和细胞的装置，其特征在于，所述微流控芯片(41)的微流体通道用于分离细胞或生物组分。