CN210151061U - 半自动外泌体纯化系统 - Google Patents

Abstract

半自动外泌体纯化系统，包括液流控制装置、动力装置和纯化装置，液流控制装置与动力装置连接，动力装置与纯化装置连接，液流控制装置包括样本组件、原位清洗液组件、平衡液组件和保存液组件，样本组件、原位清洗液组件、平衡液组件和保存液组件相互并联，通过将不同的组件连入纯化系统中，实现排气、纯化柱平衡、纯化和清洗等功能，组成简单，易于安装和使用，造价低廉，有效降低纯化系统的生产成本，并且本纯化系统可以根据实际操作需求进行人工介入，提高纯化效果。

Description

半自动外泌体纯化系统

技术领域

本实用新型涉及一种半自动外泌体纯化系统。

背景技术

外泌体分离纯化是外泌体制备过程的核心环节，也是外泌体生物分子检测以及外泌体功能学分析研究的基础。已开发的基于柱层析的外泌体纯化方法(专利申请号201910156434.3)可以连接常规的快速蛋白质液相层析系统(FPLC，如通用电气公司AKTA系列产品)快速高效的对各种样本进行外泌体进行纯化。但目前市面所售FPLC设备价格高昂，即便国产设备售价也在数十万元。作为替代，可以利用独立单体蠕动泵或者柱塞泵为外泌体纯化提供驱动力，可以大大降低外泌体纯化的设备投入成本，为此方法的推广应用降低了障碍。但在使用此种外泌体纯化方法的过程中存在一系列操作不便的问题，第一、外泌体纯化准备和纯化(包括平衡/上样/清洗/保存在内的各阶段)过程中不同液体切换，需要将唯一的液体入口经手动控制在不同的溶液之间切换，操作相对繁琐且在管道入口处容易产生气泡，从而向流路中引入空气；第二、液流管路中如果进入空气，为避免气体进入到层析柱中而进行排气时需要将泵出口与纯化柱入口连接处拆卸，而拆卸后的再组装又需要重新进行排气处理，使用不便；第三、自上而下完成外泌体纯化后，对纯化柱进行自下而上地反向清洗时，需要重新拆卸上端纯化柱的液流入口和下端的液流出口处的连接，并进行交换连接，同样操作不便。

发明内容

针对以上不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种半自动外泌体纯化系统，大大降低外泌体纯化系统的配置成本和纯化操作的工作负荷，并且在保证纯化效果的情况下，通过简单的人工操作即可轻松完成样本外泌体的纯化。

为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是，

半自动外泌体纯化系统，包括液流控制装置、动力装置和纯化装置，液流控制装置与动力装置连接，动力装置与纯化装置连接，液流控制装置包括样本组件、原位清洗液组件、平衡液组件和保存液组件，平衡液组件与保存液组件并联，原位清液组件连接在平衡液组件和保存液组件并联流路的前端，样本组件连接在原位清液组件的前端。

在采用以上技术方案的同时，本实用新型还进一步采用或者组合采用了以下技术方案。

纯化装置包括反冲控制阀、排废控制阀、样本收集控制阀、纯化柱、接收容器和废液容器，动力装置与反冲控制阀连接，反冲控制阀与排废控制阀连接，排废控制阀与纯化柱连接，纯化柱与样本收集控制阀连接，样本收集控制阀与接收容器和废液容器连接。

反冲控制阀、排废控制阀和样本收集控制阀均为三通阀。

反冲控制阀还与样本收集控制阀连接，排废控制阀还与废液容器连接。

平衡液组件与保存液组件之间通过平衡控制阀连接，平衡控制阀为三通阀。

平衡液组件包括平衡液容器和液流管，在平衡液容器内装有平衡溶液，液流管的两端分别与平衡液容器和平衡控制阀连接，平衡液容器还与样本组件连接，在进行外泌体纯化前排气时，清洗液容器与上样控制阀连接，通过平衡溶液对系统进行外泌体纯化前排气。

保存液组件包括保存液容器和液流管，在保存液容器内装有保存溶液，液流管的两端分别与保存液容器和平衡控制阀连接。

原位清洗夜组件包括清洗液容器、液流管和清洗控制阀，在清洗液容器内装有原位清洗溶液，液流管的两端分别与清洗控制阀和清洗液容器连接，清洗控制阀与平衡控制阀连接。

样本组件包括样本容器、液流管和样本控制阀，在样本容器内装有样本溶液，液流管的两端分别与样本容器和样本控制阀连接，样本控制阀还分别与清洗控制阀和动力装置连接。

在一些优选的方式中，样本控制阀、清洗控制阀和平衡控制阀均为三通阀，样本控制阀、清洗控制阀和平衡控制阀由前至后依次连接，优选的，样本控制阀设置在靠近动力装置的一端。

动力装置包括纯化泵，纯化泵通过液流管分别与上样控制阀和反冲控制阀连接。

本实用新型的有益效果是，系统为手动控制液流方向，由泵驱动液流流动，组成简单，易于安装和使用，造价低廉，有效降低纯化系统的生产成本，并且本纯化系统可以在实际需求进行人工介入操作时有效降低纯化工作强度。

附图说明

图1是本纯化系统的结构示意图。

图2是系统平衡前排气的工作示意图。

图3是外泌体纯化柱平衡的工作示意图。

图4是外泌体纯化前排气的工作示意图。

图5是外泌体纯化的工作示意图。

图6是当样本溶液用尽时，外泌体纯化的工作示意图。

图7是系统原位清洗前排气的工作示意图。

图8是系统原位清洗的工作示意图。

图9是系统再生的工作示意图。

图10是系统保存准备的工作示意图。

附图说明：液流控制装置1，动力装置2，纯化装置3，上样控制阀4，清洗控制阀5，平衡控制阀6，反冲控制阀7，排废控制阀8，外泌体纯化柱9，样本收集控制阀10，纯化泵11，液流管12，样本组件13，原位清洗液组件14，平衡液组件15，保存液组件16，接收容器17，废液容器18，平衡液容器19，保存液容器20，清洗液容器21，样本容器22。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步描述。

半自动外泌体纯化系统，包括液流控制装置1、动力装置2和纯化装置3，液流控制装置1与动力装置2连接，动力装置2与纯化装置3连接，液流控制装置1包括样本组件13、原位清洗液组件14、平衡液组件15和保存液组件16，平衡液组件15与保存液组件16并联，原位清液组件14连接在平衡液组件15和保存液组件16并联流路的前端，样本组件13连接在原位清液组件14的前端，通过将不同的组件连入纯化系统中，实现排气、纯化柱平衡、纯化和清洗等功能，组成简单，易于安装和使用，造价低廉，有效降低纯化系统的生产成本，并且本纯化系统可以在实际需求进行人工介入操作时有效降低纯化工作强度。

纯化装置3包括反冲控制阀7、排废控制阀8、样本收集控制阀10、纯化柱9、用于收集纯化液的接收容器17和用于收集废液的废液容器18，动力装置2与反冲控制阀7连接，反冲控制阀7与排废控制阀8连接，排废控制阀8与纯化柱9连接，纯化柱9与样本收集控制阀10连接，样本收集控制阀10与接收容器17和废液容器18连接。

反冲控制阀7、排废控制阀8和样本收集控制阀10均为三通阀，通过控制三通阀进口与两个出口的连接关系，来控制液体的流向。

反冲控制阀7还与样本收集控制阀10连接，排废控制阀8还与废液容器18连接。

平衡液组件15与保存液组件16之间通过平衡控制阀6连接，平衡控制阀6为三通阀，通过控制平衡控制阀6进口与两个出口的连接关系，实现根据需求将保存液组15件和平衡液组件16连入纯化系统内。

平衡液组件15包括平衡液容器19和液流管12，在平衡液容器19内装有平衡溶液，液流管12的两端分别与平衡液容器19和平衡控制阀6连接，平衡液容器19还与样本组件13连接，在进行外泌体纯化前排气时，清洗液容器21与上样控制阀4连接，通过平衡溶液对系统进行外泌体纯化前排气。

保存液组件16包括保存液容器20和液流管12，在保存液容器20内装有保存溶液，液流管12的两端分别与保存液容器20和平衡控制阀6连接。

原位清洗夜组件14包括清洗液容器21、液流管12和清洗控制阀5，在清洗液容器21内装有原位清洗溶液，液流管12的两端分别与清洗控制阀5和清洗液容器21连接，清洗控制阀5与平衡控制阀6连接。

样本组件13包括样本容器22、液流管12和样本控制阀4，在样本容器22内装有样本溶液，液流管12的两端分别与样本容器22和样本控制阀4连接，样本控制阀4还分别与清洗控制阀5和动力装置2连接，通过样本控制阀4来控制样本容器是否连入纯化系统，当样本容器连入纯化系统时，对样本溶液进行纯化。

在一些优选的方式中，样本控制阀4、清洗控制阀5和平衡控制阀6均为三通阀，样本控制阀4、清洗控制阀5和平衡控制阀6由前至后依次连接，优选的，样本控制阀4设置在靠近动力装置的一端，便于系统对样本组件13所在的管路进行排气和清洗，提高操作效率。

动力装置2包括纯化泵11，纯化泵11通过液流管12分别与上样控制阀4和反冲控制阀7连接，通过纯化泵11对不同容器内的溶液进行抽取，实现本系统的排气、纯化柱平衡、纯化和清洗等功能。

如图2所示，系统平衡前排气的工作过程为，平衡控制阀6开启平衡溶液流路，关闭保存溶液，清洗控制阀5关闭清洗溶液通路，样本控制阀4关闭上样通路，反冲控制阀7关闭反冲流路，排废控制阀8开通纯化柱连接口，同时关闭废液口，，启动纯化泵，排尽纯化通路中保存溶液和/或者空气。

如图3所示，外泌体纯化柱平衡的工作过程为，平衡控制阀6开启平衡溶液，关闭保存溶液，清洗控制阀5关闭清洗溶液通路，样本控制阀4关闭上样通路，反冲控制阀7关闭反冲流路，排废控制阀8关闭废液口，开通纯化柱正向流路。

如图4所示，外泌体纯化前排气的工作过程为，上样控制阀4开启并接入平衡溶液，反冲控制阀7保持反冲流路关闭，排废控制阀8保持废液口开通，同时纯化柱连接口关闭，维持原流速。利用平衡液排尽纯化通路中空气后，暂停纯化泵，维持上样控制阀4开启并接入样本溶液，重新启动纯化泵，使样本上样至纯化柱前排废控制阀8的位置。

如图5所示，外泌体纯化的工作过程为，反冲控制阀7和样本收集控制阀10保持反冲流路关闭，排废控制阀8保持纯化柱正向流路开通，排废关闭，使得待纯化样本自上而下流经外泌体纯化柱，并于样本收集控制阀10处接收纯化后外泌体。

如图6所示，当样本上尽，液流尾端进入上样控制阀4前时，上样控制阀4关闭上样通路，同时清洗控制阀5关闭清洗通路，平衡控制阀6开启平衡液通路，直至全部样本流经外泌体纯化柱时，暂停纯化泵。

如图7所示，系统原位清洗前排气的工作过程为，上样控制阀4关闭上样流路，清洗控制阀5保持开启，反冲控制阀7开启反冲流路，样本收集控制阀10开启反冲流路并关闭纯化柱反向开口，自样本收集控制阀10处接收排出反冲流路中空气。

如图8所示，系统原位清洗的工作过程为，上样控制阀4保持上样流路关闭，清洗控制阀5保持开启，反冲控制阀7、样本收集控制阀10保持反冲流路开启，排废控制阀8保持反向排废开启，使得原位清洗溶液自下而上流经外泌体纯化柱，以200-300cm/h流速流动2CV后，降低流速至18-20cm/h，并持续清洗10min。

如图9所示，系统再生的工作过程为，清洗控制阀5关闭原位清洗液流路，平衡控制阀6保持平衡液流路开启，反冲控制阀7和样本收集控制阀10保持反冲流路开启，排废控制阀8保持反向，排废开启，使得原位清洗溶液自下而上流经外泌体纯化柱，以200-300cm/h流速流动5CV，其后系统即可进行下一个样本的纯化或者系统进行保存准备。

如图10所示，系统保存准备的工作过程为，平衡控制阀6关闭平衡液流路，反冲控制阀7和样本收集控制阀10保持反冲流路开启，排废控制阀8保持反向，排废开启，使得保存溶液自下而上流经外泌体纯化柱，以100-150cm/h流速流动3CV，其后系统即可关闭。

说明书附图中，为更加便于理解附图中液体流向，图2-10中的数字均未添加引线，附图标号均为对应的阀体。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

尽管本文较多地使用了图中附图标记对应的术语，但并不排除使用其它术语的可能性；使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (10)

1.半自动外泌体纯化系统，其特征在于，包括液流控制装置(1)、动力装置(2)和纯化装置(3)，液流控制装置(1)与动力装置(2)连接，动力装置(2)与纯化装置(3)连接，液流控制装置(1)包括样本组件(13)、原位清洗液组件(14)、平衡液组件(15)和保存液组件(16)，平衡液组件(15)与保存液组件(16)并联，原位清液组件(14)连接在平衡液组件(15)和保存液组件(16)并联流路的前端，样本组件(13)连接在原位清液组件(14)的前端。

2.根据权利要求1所述的半自动外泌体纯化系统，其特征在于，纯化装置(3)包括反冲控制阀(7)、排废控制阀(8)、样本收集控制阀(10)、纯化柱(9)、接收容器(17)和废液容器(18)，动力装置(2)与反冲控制阀(7)连接，反冲控制阀(7)与排废控制阀(8)连接，排废控制阀(8)与纯化柱(9)连接，纯化柱(9)与样本收集控制阀连接，样本收集控制阀与接收容器(17)和废液容器(18)连接。

3.根据权利要求2所述的半自动外泌体纯化系统，其特征在于，反冲控制阀(7)、排废控制阀(8)和样本收集控制阀均为三通阀。

4.根据权利要求3所述的半自动外泌体纯化系统，其特征在于，反冲控制阀(7)还与样本收集控制阀连接，排废控制阀(8)还与废液容器(18)连接。

5.根据权利要求1所述的半自动外泌体纯化系统，其特征在于，平衡液组件(15)与保存液组件(16)之间通过平衡控制阀(6)连接，平衡控制阀(6)为三通阀。

6.根据权利要求5所述的半自动外泌体纯化系统，其特征在于，平衡液组件(15)包括平衡液容器(19)和液流管(12)，在平衡液容器(19)内装有平衡溶液，液流管(12)的两端分别与平衡液容器(19)和平衡控制阀(6)连接，样本控制阀(4)还分别与清洗控制阀(5)和动力装置(2)连接，平衡液容器(19)还与样本组件(13)连接。

7.根据权利要求5所述的半自动外泌体纯化系统，其特征在于，保存液组件(16)包括保存液容器(20)和液流管(12)，在保存液容器(20)内装有保存溶液，液流管(12)的两端分别与保存液容器(20)和平衡控制阀(6)连接。

8.根据权利要求5所述的半自动外泌体纯化系统，其特征在于，原位清洗夜组件(14)包括清洗液容器(21)、液流管(12)和清洗控制阀(5)，在清洗液容器(21)内装有原位清洗溶液，液流管(12)的两端分别与清洗控制阀(5)和清洗液容器(21)连接，清洗控制阀(5)与平衡控制阀(6)连接。

9.根据权利要求8所述的半自动外泌体纯化系统，其特征在于，样本组件(13)包括样本容器(22)、液流管(12)和样本控制阀(4)，在样本容器(22)内装有样本溶液，液流管(12)的两端分别与样本容器(22)和样本控制阀(4)连接，样本控制阀(4)还分别与清洗控制阀(5)和动力装置(2)连接。

10.根据权利要求1所述的半自动外泌体纯化系统，其特征在于，动力装置(2)包括纯化泵(11)，纯化泵(11)通过液流管(12)分别与样本控制阀(4)和反冲控制阀(7)连接。

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