CN220650235U - 一种细胞富集染色一体设备 - Google Patents

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肖乐义
刘元柱
李东
张腾业
吕吉浩
潘慧云
于成
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Abstract

本实用新型公开了一种细胞富集染色一体设备,包括:微流控装置,用于从血样中富集目标物质;加血样单元,用于向微流控装置中添加血样;试剂取放单元,包括:试剂吸放组件;中间容器,与试剂吸放组件连通;双向泵,设置在中间容器与试剂吸放组件之间;洗液供给组件,用于向中间容器中供给冲洗液;中间容器中未存放冲洗液时,双向泵可向试剂吸放组件输送负压或正压,从而吸取试剂或将试剂排出至微流控装置;洗液供给组件将冲洗液输送至中间容器后,双向泵可将冲洗液由中间容器输送至试剂吸放组件进行冲洗。本实用新型的一体设备可以完成从血样输送至目标物质富集染色的全过程,且不进行拆卸即可实现冲洗清理,有利于提高检测效率。

Description

一种细胞富集染色一体设备
技术领域
本实用新型属于医学器械技术领域,具体地说,涉及一种细胞富集染色一体设备。
背景技术
目前,在临床检测和生物医药领域中,对于生物体液(如人类血液)中细胞、生物大分子等成分的检测逐渐受到重视和发展。对生物体液进行检测,可以避免对患者造成创伤,且测试样本获取方便,可以广泛应用于免疫学研究检测、基因研究检测或微生物检测中,甚至可以应用于生物芯片以及类器官研究与开发中。
如果设计出一种一体化设备,使其能够自主完成生物体液样本的输送,向样本中添加不同功能的试剂,以及将目标物质从样本中分离出来的全过程,在生物医药领域的多种检测及研究中,都将发挥重要的作用。例如,在免疫学研究检测、基因研究检测或微生物检测中,可以提高分选目标细胞、生物体或生物大分子的效率,进而还有助于生物芯片研究与开发,以及类器官研究与开发。另一方面,上述所述的一体化设备还适合更换各种洗脱液以实现色谱分离制备方法的应用场景,或者,也可以应用于定时定量添加样本或试剂的应用场景,如基因重组体的诱导表达及产物纯化。
上述所述的一体化设备的其中一种重要应用领域是疾病检测。具体地,现阶段临床对绝大多数肿瘤的发现和诊断仍依赖于影像学检查、传统肿瘤标志物和组织活检。传统侵入性组织活检需要从病人体内取出一块组织或细胞样品,这种手术往往给病人带来一定的风险和痛苦。更关键的是组织活检不适合反复提取,容易产生并发症,而且具有令癌细胞扩散的风险。
在生物医学工程领域近年来兴起了一些新兴肿瘤诊断检测技术,如称作液体活检的循环肿瘤DNA(ctDNA)、循环肿瘤细胞(CTCs)检测方法。CTC检测取材方便,克服了组织病理学检验取材不便,对患者有一定损伤的缺点。据研究,在实体瘤形成前即可在外周血液中发现CTC的存在,所以CTC检测非常适用于恶性肿瘤的早筛和早期诊断,且CTC检测对恶性肿瘤的预后、疾病进展监测、复发预测、恶性肿瘤术后微小病灶监测以及靶向药物治疗的设计和治疗效果监测都有很好效果,是目前恶性肿瘤早筛和诊断的先进方法。由于外周血中CTC含量很少,所以CTC检测需要先富集CTC,再进行检测,其中CTC的捕获和识别是目前最主要的挑战。
2004年美国FDA批准了世界首台用于乳腺癌、前列腺癌和直肠癌诊断的CTC检测设备CellSearch,但进口设备价格昂贵,使用该设备所实现的检测方法特异性欠佳,并没有广泛普及。同时,现有技术中采用微流控富集血样中的CTC时,往往只能对几微升的血样进行操作。由于血样的体积很少,因而很容易出现无法从中富集到足够检测的CTC数目的问题,进而导致漏检率极大。为了克服这一问题,就需要提高微流控富集过程一次性所能够处理的血样体积,从而降低漏检率。
另外,CTC检测过程需要向血样中多次添加不同的试剂,现有的装置在更换试剂时,为了避免对试剂的交叉污染,需要对装置进行拆卸清理,既不方便使用,又会消耗大量的时间,严重影响检测效率,甚至会延误患者的诊断及后续治疗。
有鉴于此,特提出本实用新型。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供一种细胞富集染色一体设备,可以完成从血样输送至目标物质富集染色的全过程,并且可以在不进行拆卸的情况下完成冲洗清理,有利于提高检测效率。
为解决上述技术问题,本实用新型采用技术方案的基本构思是:
一种细胞富集染色一体设备,包括:
微流控装置,用于接收血样并从中富集目标物质;
加血样单元,用于向所述微流控装置中添加血样;
试剂取放单元,包括:
试剂吸放组件,用于吸取/排出试剂;
中间容器,与所述试剂吸放组件连通;
双向泵,设置在所述中间容器与试剂吸放组件之间;
洗液供给组件,用于向所述中间容器中供给冲洗液;
所述中间容器中未存放冲洗液时,所述双向泵可向所述试剂吸放组件输送负压或正压,控制所述试剂吸放组件吸取试剂,或将试剂排出至微流控装置中;
所述洗液供给组件将冲洗液输送至中间容器后,所述双向泵可将所述冲洗液由中间容器输送至所述试剂吸放组件进行冲洗。
进一步地,所述试剂吸放组件包括试剂容纳管,用于存放所吸取的试剂;所述试剂容纳管的上端开口与所述双向泵通过管路连通,试剂/冲洗液由试剂容纳管的下端开口排出。
进一步地,所述洗液供给组件包括:
洗液存放瓶,用于存放冲洗液;
洗液输送管路,其入口端与所述洗液存放瓶连通,出口端与所述中间容器连通;
输送泵,设置在所述洗液输送管路上,用于向中间容器输送冲洗液。
进一步地,所述洗液输送管路的入口端靠近所述洗液存放瓶的底部设置。
进一步地,所述中间容器为洗液缓存瓶,所述洗液缓存瓶通过连通管与所述双向泵连通,所述连通管的一端伸入至所述洗液缓存瓶的底部。
进一步地,所述试剂取放单元包括若干试剂吸放组件,以及与若干试剂吸放组件一一对应连通的若干双向泵;若干双向泵均与同一中间容器相连通。
进一步地,所述的微流控装置包括:
进样管,包括管主体,所述管主体的上端开口用于接收血样,管主体的下端设置凸起于所述管主体的侧壁的扣合部;
积液衬台,设置在所述进样管下方,所述积液衬台和所述进样管的扣合部之间设置用于过滤血样的过滤组件,所述目标物质富集于所述过滤组件的上侧;
扣盖,套装于所述进样管的管主体上,所述扣盖螺旋下降与所述积液衬台螺纹连接,下压所述进液管的扣合部向积液衬台靠近,压紧所述过滤组件。
进一步地,所述扣盖包括水平设置、用于下压所述扣合部的下压部,所述下压部上开设供所述管主体穿过的通孔;
所述扣盖还包括连接部,所述连接部由所述下压部的外周向下延伸形成;所述连接部的内侧设置内螺纹,所述积液衬台上设置与所述内螺纹匹配的外螺纹。
进一步地,所述加血样单元包括:
送血组件,用于容纳血样;
压力发生装置,与所述送血组件连通,可向所述送血组件输送正压;
排血管,与所述送血组件连通,在压力发生装置输送正压时,所述送血组件内容纳的血样沿排血管排出,添加至所述微流控装置中。
进一步地,所述送血组件包括密封设置的密封采血管,所述密封采血管分别与所述压力发生装置和排血管连通,所述排血管的一端伸入至所述密封采血管的底部;
或者,所述送血组件包括用于盛放血样的采血管,以及与所述采血管通过抽血管连通的中间密封管,所述中间密封管分别与所述压力发生装置和排血管连通,所述排血管的一端伸入至所述中间密封管的底部;所述压力发生装置还可向所述中间密封管输送负压,将采血管中的血样沿抽血管抽吸至所述中间密封管。
采用上述技术方案后,本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。
本实用新型中,所述细胞富集染色一体设备可以完成从血样输送至细胞富集染色的全过程,从而能够实现更加高效的检测。一体设备中的试剂取放单元可以在不进行拆卸的情况下实现对其中试剂吸放组件的冲洗清理,尤其是在需要多次添加不同种试剂的检测流程中,无需用户参与,使用更加方便。用于富集目标物质的微流控装置装配过程中,扣盖与积液衬台转动拧紧可下压进样管的扣合部向积液衬台靠近,进而压紧两者之间的过滤组件,令进样管与积液衬台之间不存在相对转动,保证过滤组件不发生位移,进而确保微流控装置从血样中富集目标物质的效果不受影响。同时,微流控装置采用上述的结构,一次最多可加入3.2毫升血样,并通过微流量吸滤对其中的目标细胞或其他目标物质进行富集,一次性可处理的血样体积相比于现有技术中的微升量级实现了数量级的飞跃,使得漏检率极大地降低。
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本实用新型的一部分,用来提供对本实用新型的进一步的理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,但不构成对本实用新型的不当限定。显然,下面描述中的附图仅仅是一些实施例,对于本领域普通技术人员来说,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附图。在附图中:
图1是本实用新型实施例中试剂取放装置的示意图(试剂吸取/排出过程);
图2是本实用新型实施例中试剂取放装置的示意图(冲洗过程);
图3是本实用新型实施例中试剂取放装置的整体示意图;
图4是本实用新型实施例中试剂取放组件和移动机构的结构示意图;
图5是本实用新型实施例中微流控装置的爆炸图;
图6是本实用新型实施例中微流控装置组装后的示意图;
图7是本实用新型实施例中进样管的局部剖视图;
图8是本实用新型实施例中进样管的俯视图;
图9是本实用新型实施例中扣盖的局部剖视图;
图10是本实用新型图9中扣盖的A向示意图;
图11是本实用新型实施例中积液衬台的局部剖视图;
图12是本实用新型实施例中积液衬台的俯视图;
图13是本实用新型实施例中衬台网的俯视图;
图14是本实用新型实施例中连通底管与橡胶软管连接的示意图;
图15是本实用新型实施例中连通底管的俯视图;
图16是本实用新型实施例中连通底管安装至固定台上的俯视图;
图17是本实用新型实施例中连通底管安装至固定台上的侧视图;
图18是本实用新型实施例一中缓冲装置与微流控装置连接的示意图;
图19是本实用新型实施例一中加血样单元的结构示意图;
图20是本实用新型实施例一中加血样单元的俯视图;
图21是本实用新型实施例二中缓冲装置与微流控装置连接的示意图;
图22是本实用新型实施例二的缓冲器中缓冲膜局部剖开的示意图;
图23是本实用新型实施例三中加血样单元的结构示意图;
图24是本实用新型图23中B处的放大示意图;
图25是本实用新型实施例四中加血样单元的结构示意图;
图26是本实用新型实施例四和五中加血样单元的整体结构示意图;
图27是本实用新型实施例五中加血样单元的局部结构示意图。
需要说明的是,这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”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,而不能理解为对本实用新型的限制。
如图1至图27所示,本实用新型的实施例提供一种细胞富集染色一体设备,用于实现待检测样本(例如待检测的血样)的输送,一种或多种试剂的添加,以及由待检测样本中富集目标物质的完整检测流程。
具体地,本实用新型实施例的细胞富集染色一体设备包括试剂取放单元、富染单元和加血样单元。其中,所述加血样单元将血样加入所述富染单元中;所述试剂取放单元可吸取试剂并添加至富染单元,进而将血样中的目标物质在富染单元中实现富集;所述试剂取放单元还可以向富染单元添加具有染色功能的试剂,从而对所富集的目标物质进行染色,以备后续的检测鉴定程序。
实施例一
如图1至图20所示,本实施例所述的细胞富集染色一体设备包括试剂取放单元、富染单元和加血样单元。具体地,本实施例的细胞富集染色一体设备用于实现目标细胞的富集与染色,其中,待检测样本为由患者体内采集的血样,所需富集的目标物质为血样中的细胞,具体为有核病理细胞。更具体地,所述的细胞富集染色一体设备可以用于实现CTC检测,此时,从血样中富集的目标物质即为循环肿瘤细胞(CTC)。
本实施例中,所述一体设备的试剂取放单元用于吸取试剂,再将吸取的试剂添加至所述富染单元。具体地,如图1至图4所示,所述的试剂取放单元至少包括试剂吸放组件110、中间容器140、双向泵141和洗液供给组件150。其中,试剂吸放组件110用于吸取或排出试剂,中间容器140与试剂吸放组件110连通,双向泵141设置在中间容器140与试剂吸放组件110之间,可实现双向运转。洗液供给组件150与中间容器140连通,用于向中间容器140内供给冲洗液。
在上述方案中,所述试剂取放单元既可以吸取并排出试剂,从而添加至微流控装置200中,还可以在试剂添加完成后,自主输送冲洗液至试剂吸放组件110,对试剂吸放组件110进行冲洗清理,以备下一次吸取不同的试剂。冲洗清理过程中,不需要拆卸试剂吸放组件110,进而无需用户参与,使得本实施例的一体设备具有较高的自动化程度,方便使用。
具体地,本实施例中,当一体设备进行试剂的吸取和排出时,如图1所示,中间容器140内不存放冲洗液。此时,双向泵141向试剂吸放组件110输送负压,也即由试剂吸放组件110中抽气减压,试剂吸放组件110即可利用内部的负压环境吸取所需的试剂。试剂吸取完成后,双向泵141再向试剂吸放组件110输送正压,也即向试剂吸放组件110中通气增压,由于压力增大,试剂吸放组件110即可将内部吸取的试剂排出,从而完成试剂的添加过程。而需要对试剂吸放组件110进行冲洗时,如图2所示,洗液供给组件150先将冲洗液供给至中间容器140内,此时中间容器140内即存放有一定量的冲洗液。然后双向泵141运行(此时双向泵141的运行方向与输送正压时相同),即可将冲洗液由中间容器140输送至试剂吸放组件110进行冲洗。
通过中间容器140的设置,当其中未存放冲洗液时,双向泵141经过中间容器140可以直接与大气连通,从而可以实现向试剂吸放组件110输送负压或正压。当需要进行冲洗时,再向中间容器140内注入冲洗液,此时同样通过双向泵141就可以完成对试剂吸放组件110的冲洗操作。如此,试剂的吸取和排出,以及向试剂吸放组件110输送冲洗液的过程都可以通过双向泵141进行控制,结构更加简单。同时,可通过是否在中间容器140内存放冲洗液,控制试剂取放单元在吸取和排出试剂,以及冲洗试剂吸放组件110两种工作状态间切换,而无需为了冲洗的需求而对装置进行拆卸,更方便操作。
本实施例的进一步方案中,试剂吸放组件110包括试剂容纳管111,用于暂存所吸取的试剂。试剂容纳管111竖直设置,其上端开口与双向泵141通过管路连通。试剂容纳管111的下端也具有开口,其吸取的试剂,以及进入试剂容纳管111中的冲洗液,均由其下端开口排出。冲洗液在双向泵141的驱动作用下由试剂容纳管111的上端进入管中,然后由下端排出,冲洗液在试剂容纳管111中受重力作用向下流动,可以更加充分地冲洗试剂容纳管111的管壁,实现更加彻底有效的冲洗效果。
进一步地,试剂吸放组件110还包括针头115,针头115与试剂容纳管111的下端开口连通,试剂经过针头115吸入或排出试剂容纳管111。具体地,本实施例中,双向泵141为蠕动泵,所述蠕动泵的一端通过第二连通管145与试剂吸放组件110的试剂容纳管111连通,另一端通过第一连通管144与中间容器140连通。更具体地,试剂容纳管111的下端开口连接有连通胶管114,连通胶管114的下端连接在针头115上。
采用上述结构,所述试剂取放装置工作时,针头115的下端浸入所需吸取的试剂液面以下,然后可通过蠕动泵的电机正转由试剂容纳管111抽气减压,将试剂沿针头115吸入试剂容纳管111内。之后,利用蠕动泵的电机反转向试剂容纳管111中通气增压,即可将其中的试剂再沿针头115排出,实现试剂向微流控装置200的添加。当需要冲洗试剂吸放组件110时,蠕动泵的电机反转,中间容器140内的冲洗液在蠕动泵的抽取作用下依次经过第一连通管144、蠕动泵和第二连通管145,由试剂容纳管111的上端进入管中,然后由下端流出并最终经针头115排出,可以对试剂容纳管111、连通胶管114和针头115进行全面的冲洗。
进一步地,本实施例中,所述的中间容器140为洗液缓存瓶146,第一连通管144由洗液缓存瓶146的瓶口伸入至瓶中。第一连通管144伸入至洗液缓存瓶146内部的一端设置在靠近洗液缓存瓶146底部的位置,优选与洗液缓存瓶146的底部相抵。如此,洗液供给组件150输送至洗液缓存瓶146内的冲洗液可以在双向泵141的作用下沿第一连通管144被充分抽出,避免洗液缓存瓶146内残留冲洗液。
本实施例的进一步方案中,所述的洗液供给组件150包括洗液存放瓶153、洗液输送管路151和输送泵152。其中,洗液存放瓶153用于存放冲洗液,洗液输送管路151的入口端与洗液存放瓶153连通,出口端与洗液缓存瓶146连通,输送泵152设置在洗液输送管路151上,用于将洗液存放瓶153中的冲洗液沿洗液输送管路151向洗液缓存瓶146输送。
可以理解的是,本实施例中的洗液存放瓶153和洗液缓存瓶146均不进行密封,而是可以和外部大气连通,确保试剂的吸取排出操作,以及冲洗液的输送过程顺利进行。
作为本实施例的一种具体方案中,采用蠕动泵作为输送泵152,使用时,可以控制由洗液存放瓶153输送至洗液缓存瓶146中的冲洗液体积,使得进入洗液缓存瓶146内的冲洗液可以在接下来的冲洗过程中被完全消耗,从而不会影响后续进行试剂吸取和排出的过程。
进一步地,本实施例中,洗液输送管路151的入口端由洗液存放瓶153的瓶口伸入至瓶内,且设置在靠近洗液存放瓶153底部的位置。优选地,洗液输送管路151的入口端与洗液存放瓶153的底部接触相抵。如此,可以将洗液存放瓶153内存放的冲洗液完全抽出,避免了洗液存放瓶153内仍有冲洗液残留,但洗液输送管路151的入口端已和冲洗液的液面分离,无法继续抽取冲洗液的情况。这样的话,操作人员向洗液存放瓶153一次添加冲洗液后,所添加的冲洗液可以被充分利用完成多次的冲洗过程,避免了需要频繁添加冲洗液的麻烦。
本实施例的进一步方案中,如图3所示,所述的试剂取放单元包括若干试剂吸放组件110,以及与若干试剂吸放组件110一一对应连通的若干双向泵141。若干双向泵141均与同一中间容器140,也即同一洗液缓存瓶146相连通。具体地,第二连通管145也设置多个,通过多个第二连通管145将若干试剂容纳管111与若干双向泵141一一对应连通。
本实施例中,通过设置多个试剂吸放组件110,可以同时向多个微流控装置200中添加试剂,适合大批量样本的快速检测。而各个试剂吸放组件110分别一一对应连接一个双向泵141,进而每一个试剂吸放组件110是否进行试剂的吸取/排出操作,以及是否需要进行冲洗都可以独立控制,互不干扰。如此,可以根据实际的样本数量选择使用的试剂吸放组件110个数,而其他不需要使用的试剂吸放组件110也无需卸下,使用方便,能够更加灵活地适应不同的应用场景。具有上述结构的试剂取放单元还可以控制多个试剂吸放组件110同时吸取不同的试剂,再控制多个吸取有试剂的试剂吸放组件110依次将试剂排出,执行一次吸取试剂的操作,即可向微流控装置200中依次添加多种不同的试剂,能够进一步提高检测效率。
由于单个试剂吸放组件110进行冲洗时,所需冲洗液的体积较少,因此,本实施例中对于设置有多个试剂吸放组件110和双向泵141的情况,将多个双向泵141与同一洗液缓存瓶146相连,既可以满足冲洗需求,又可以简化设备的整体结构。
进一步地,第一连通管144包括总管142和若干分流管143。其中,总管142与洗液缓存瓶146相连,若干分流管143分别和总管142连通,并一一对应地连接各个双向泵141。具体地,总管142的一端伸入至洗液缓存瓶146的底部,并与洗液缓存瓶146的底部相抵,从而确保可以将洗液缓存瓶146内的冲洗液完全抽出。总管142与若干分流管143可通过三通接头或其他类似接头进行连接,实现总管142与若干分流管143分别连通。
采用上述结构,当双向泵141启动抽取洗液缓存瓶146内的冲洗液时,冲洗液先进入总管142中,然后可以沿总管142分流,进入所连接的双向泵141处于工作状态的分流管143中,最终进入对应的试剂容纳管111内,实现对试剂吸放组件110的冲洗。
本实施例的进一步方案中,所述试剂取放单元还包括移动机构,用于带动试剂吸放组件110沿水平和竖直两个方向移动。具体地,所需添加的试剂存放于顶部开口的试剂盛放装置130中,试剂盛放装置130预先放置在试剂吸放组件110下方。移动机构带动试剂吸放组件110在竖直方向移动,可以令针头115下端浸入试剂的液面以下进行吸取,吸取完成后再次上升至针头下端115高于试剂盛放装置130的顶部开口。微流控装置200也设置在试剂吸放组件110的下方,移动机构带动试剂吸放组件110在水平方向运动,可以将针头115移动至微流控装置200的正上方,然后通过双向泵141控制试剂排出,即可将试剂添加至微流控装置200内。更具体地,本实施例中的若干试剂吸放组件110固定在一个支撑架116上,支撑架116与移动机构相连,所述移动机构即可带动支撑架116移动,从而使多个试剂吸放组件110同步移动。
作为本实施例的一种具体方案,如图3和图4所示,所述的移动机构包括第一移动机构和第二移动机构。其中,第一移动机构用于带动支撑架116在竖直方向上进行移动。第一移动机构安装在第二移动机构上,第二移动机构可带动第一移动机构和支撑架116整体在水平方向上进行移动。
详细地,所述第一移动机构包括第一电机123和第一丝杠121。第一丝杠121竖直设置,且可转动地安装在一支架上,第一丝杠121的上端与第一电机123连接,在第一电机123的驱动下转动。第一丝杠121上安装有滑块,支撑架116与所述滑块连接。第一电机123驱动第一丝杠121转动,令所述滑块沿第一丝杠121上下移动,进而可带动试剂吸放组件110在竖直方向移动。所述第二移动机构包括第二电机124和第二丝杠122。第二丝杠122水平设置,右端与第二电机124连接,在第二电机124的驱动下转动。第二丝杠122上安装有固定座,用于安装第一丝杠121的支架固定在所述固定座上。第二电机124驱动第二丝杠122转动,带动固定座沿第二丝杠122水平移动,进而可带动试剂吸放组件110在水平方向移动。
本实施例中,试剂吸放组件110在竖直方向的初始高度需要满足:针头115的下端高于试剂盛放装置130的顶部开口。所述细胞富集染色一体设备工作过程中,当需要向微流控装置200添加试剂时,第二电机124先启动,控制试剂吸放组件110水平移动,使得针头115移动至存放有所需试剂的试剂盛放装置130正上方。然后第一电机123启动,控制试剂吸放组件110下降,令针头115伸入试剂盛放装置130,直至针头115下端浸入试剂的液面以下。
之后,双向泵141的电机正转,从试剂容纳管111中抽气减压,将试剂沿针头115吸入试剂容纳管111中。然后,第一电机123反向运行,控制试剂吸放组件110上升,直至针头115下端高于试剂盛放装置130的顶部开口一定距离。再然后,第二电机124再次启动,控制试剂吸放组件110水平向右移动,直至针头115移动至微流控装置200正上方后,第二电机124关闭。此时,双向泵141的电机反转,向试剂容纳管111中通气增压,使得其中的试剂在加压作用下沿针头115排出,即可将试剂添加至下方的微流控装置200中。
试剂添加完成后,输送泵152启动,向洗液缓存瓶146内输送一次冲洗操作所需消耗的冲洗液。冲洗液向洗液缓存瓶146输送过程中,或输送完成后,移动机构还需要带动试剂吸放组件110移动至用于收集废液的废液收集容器(图中未示出)上方。之后,双向泵141的电机反转,将洗液缓存瓶146中的冲洗液输送至试剂吸放组件110,冲洗液由上至下依次流过试剂容纳管111、连通胶管114和针头115,最终沿针头115下端排出被收集于废液收集容器内。
以上过程可反复多次进行,从而实现不同试剂的添加,并在每完成一次试剂添加操作后,对试剂吸放组件110进行自主冲洗,有效避免了不同试剂之间的交叉污染。
进一步地,如图5至图18所示,本实施例中细胞富集染色一体设备的富染单元包括微流控装置200和缓冲装置。其中,微流控装置200用于接收血样,同时还可以接收试剂取放单元添加的试剂。所述缓冲装置与微流控装置200连通,用于提供合适大小的负压对血样及试剂进行抽取,而血样中的目标细胞则被微流控装置200拦截,从而实现目标细胞在微流控装置200中的富集和染色。
本实施例中,所述的微流控装置200包括进样管201、积液衬台203。其中,进样管201包括上端开口的管主体2011,血样和试剂由管主体2011的上端开口添加至微流控装置200中。积液衬台203设置在进样管201下方,积液衬台203和进样管201之间设置过滤组件214。管主体2011的下端也具有开口,血样可以经过进样管201的管主体2011落在过滤组件214上,过滤组件214对血样起到过滤作用,从而将目标细胞富集在过滤组件214上侧。
进一步地,管主体2011的下端设置凸起于管主体2011的外侧壁的扣合部2012,过滤组件214设置在扣合部2012和积液衬台203之间。微流控装置200还包括扣盖202,扣盖202套装在管主体2011上,并与积液衬台203螺纹连接。具体地,微流控装置200组装过程中,先将过滤组件214放置在进样管201的扣合部2012和下方的积液衬台203之间,然后由管主体2011上端套装扣盖202。扣盖202安装至管主体2011下端后与扣合部2012接触,然后螺旋下降与积液衬台203螺纹连接,从而下压扣合部2012向积液衬台203靠近,压紧两者之间的过滤组件214。如此,在组装微流控装置200的过程中,进样管201和积液衬台203仅在竖直方向上相互靠近,而两者之间不发生相对转动,进而能够保证两者之间的过滤组件214不发生位移,避免过滤组件214位置偏移影响对目标细胞的富集效果。
本实施例的进一步方案中,扣盖202包括水平设置、用于下压扣合部2012的下压部2021,下压部2021上开设供管主体2011穿过的通孔。扣盖202还包括连接部2022,连接部2022由下压部2021的外周向下延伸形成。连接部2022的内侧设置内螺纹,积液衬台203上设置与所述内螺纹匹配的外螺纹。具体地,积液衬台203包括螺纹部2031,以及设置在螺纹部2031下部的操作部2032。螺纹部2031上设置有外螺纹,用于与扣盖202的连接部2022螺纹连接。操作部2032的水平截面面积大于螺纹部2031外径所围成的面积,从而在螺纹部2031和操作部2032的相接处形成水平的止挡面。
进一步地,下压部2021的下表面设置与扣合部2012限位配合的限位槽207。扣盖202的下压部2021上供管主体2011穿过的通孔可以和管主体2011过盈配合,确保扣盖202和进样管201之间可以发生相对转动。扣盖202由上至下套装至管主体2011上,向下安装到位时,扣合部2012嵌入限位槽207中,对扣盖202和进样管201的相对位置进行限位。限位槽207为环形凹槽,如此进样管201和扣盖202可以相对转动,但不会在水平方向上产生相对位移,两者始终保持同轴,进一步保证了微流控装置200组装过程中,进样管201和积液衬台203间的相对位置保持稳定。
本实施例的具体方案中,过滤组件214包括微滤膜212和吸水层213,吸水层213由可吸水的材料制成,可设置一层至多层。其中,微滤膜212用于实现过滤作用,拦截血样中的目标细胞。吸水层213设置在微滤膜212下侧,用于吸收通过微滤膜212的滤过液。通过设置与积液衬台203螺纹连接的扣盖202,进样管201和积液衬台203相互靠近的过程中,两者不发生相对转动,进而可避免微滤膜212和吸水层213间发生相对位移,影响富集效果。
详细地,本实施例中,为实现对血样中CTC的富集,微滤膜212为直径25mm的聚碳酸酯膜,其上随机分布直径8μm的微孔。微滤膜212下侧衬托一层至多层吸水层213,优选设置三层吸水层213。吸水层213的直径与微滤膜212相同,吸水层213上的孔径为15~20μm。
本实施例中在微流控装置200中富集的目标细胞为CTC,CTC的细胞核具有多个不规则核仁而呈现畸形,超大的细胞核所具有的刚性使得CTC无法通过微滤膜212上的微孔。而血样中的白细胞体积较小,红细胞没有细胞核,从而可以直接通过、或通过改变形状通过微滤膜212上的微孔。如此,血样加入微流控装置200后,其中的CTC就可以被筛选出来。
经试验测试发现,在微滤膜212下侧设置三层吸水层213有助于支撑微滤膜212保持姿态。同时,三层吸水层213可以快速吸除滤过的样品滤液或即用于细胞染色的试剂等,避免微滤膜212染色而造成染色结果本底模糊的问题。再者,三层吸水层213可有效打乱穿过微滤膜212上各微孔的微流体流向,避免微流体层流剪切力造成细胞形态损伤。另外,还可以使穿过各微孔的微流体遇到阻力而形成无数旋涡,保证细胞分散均匀,有助于后续检测程序。
通过本实施例的方案,微流控装置200中一次最多可加入3.2毫升血样,并通过微流量吸滤对其中的CTC进行富集,且具有很好的富集效果。由于所加入血样的量相比于现有技术中的微升量级大幅度提升,实现了处理血样体积数量级的飞跃,从而有可能富集到的CTC数目更多,进而使得漏检率可以极大程度地降低。
可以理解的是,通过更换具有不同直径微孔的微滤膜212,就可以采用本实施例的细胞富集染色一体设备进行其他目标物质的富集,例如富集样本中的目标生物体或生物大分子等。
本实施例的进一步方案中,扣合部2012的下表面设置有沿管主体2011的周向环绕一周的安装槽204,用于提供容纳过滤组件214的空间。积液衬台203的螺纹部2031顶部具有下凹的凹腔,该凹腔中设置衬台网205,衬台网205卡接在螺纹部2031顶部,从而与安装槽204配合实现过滤组件214的放置。衬台网205具有致密的网状结构,从而既可以实现对过滤组件214的支撑作用,又不会阻挡透过微滤膜212的滤过液。
进一步地,所述凹腔的底壁与衬台网205之间形成导流腔,滤过的样品滤液、染色液等滤过液汇集在所述导流腔中,再借助缓冲装置所提供的负压被抽出,送入废液瓶中被收集。具体地,所述凹腔的底壁由外周向中间逐渐降低,形成漏斗状结构,在所述漏斗状结构的最低处具有导流孔215,用于排出所述滤过液。更具体地,所述积液衬台203内部中空,所述凹腔的底壁由螺纹部2031的内壁中部向中心轴线倾斜向下延伸形成,并在最低处形成一圆形的导流孔215。导流孔215的外周竖直向下延伸一定程度,然后再向靠近中心轴线的方向倾斜延伸,形成导流锥台208,所述滤过液可沿导流锥台208向外排出。
进一步地,导流锥台208与连通底管209相连,连通底管209通过第一管路311与所述缓冲装置连通,从而可通过所述缓冲装置向微流控装置200提供负压。具体地,导流锥台208的下端开口并竖直向下延伸,密封插入连通底管209中。所述的第一管路311为橡胶软管,便于实现连通底管209与第一管路311的密封连接。
本实施例中,连通底管209安装在固定台210上。具体地,固定台210的上表面设有通孔,所述连通底管209插设于所述通孔中。具体地,固定台210上设置有若干通孔,从而对应安装多个连通底管209,如此可以同时安装多个微流控装置200。
本实施例的进一步方案中,积液衬台203中凹腔的底壁上设置凸起的导流条206,导流条206呈棒状沿积液衬台203径向延伸,且由外周向中心的方向凸起高度逐渐增大。具体地,导流条206沿积液衬台203周向间隔分布多个,滤过液透过过滤组件214和衬台网205后,可在导流条206的导流作用下更快地由导流孔215流出。导流条206的凸起高度由外周向中心逐渐增大,目的在于当滤出液较少以滴落状进入导流腔时,滴落的滤出液与导流条206接触,滤出液在重力和液体张力作用下,在导流条206和所述漏斗状结构的表面沿导流条206凸起高度逐渐增大的方向流动。
进一步地,衬台网205的表面设有若干长条状开口2051,至少部分长条状开口2051的设置位置和形状与导流条206匹配,使得各个导流条206的顶部均可嵌入其中一个长条状开口2051中,从而对衬台网205起到辅助定位的作用。
本实施例中,积液衬台203的螺纹部2031上端外周向上凸起,形成环状的凸起结构,通过所述凸起结构对衬台网205进行径向限位。进一步地,过滤组件214至少部分位于所述环状的凸起结构内侧,从而在径向上对过滤组件214也起到限位作用,进一步避免过滤组件214在微流控装置200组装过程中发生位移。需要说明的是,所述凸起结构的高度不低于所述衬台网205的厚度,用于避免衬台网205在所述凸起结构中安装不稳,也避免过滤组件214与衬台网205的上表面接触时易发生滑动,影响安装。
本实施例的进一步方案中,所述的微流控装置200中安装至少两个密封垫圈(图中未示出),一方面防止液体漏出,另一方面也可以避免漏气,从而有助于缓冲装置提供的负压更加充分地起到抽吸作用。
具体地,其中一个密封垫圈套装在积液衬台203的螺纹部2031上,在扣盖202与积液衬台203拧紧的过程中,扣盖202的连接部2022下端将该密封垫圈压紧在积液衬台203上螺纹部2031和操作部2032相接处的水平止挡面上,实现密封。另一个密封垫圈预先安装至进样管201扣合部2012下侧的安装槽204中,扣盖202拧紧过程中,下压扣合部2012,通过安装槽204内的密封垫圈与下方的积液衬台203配合压紧过滤组件214。或者,另一个密封垫圈也可以由管主体2011上端向下套装,并放置在扣合部2012上侧表面,扣盖202拧紧过程中,其下压部2021与进样管201的扣合部2012将该密封垫圈压紧实现密封。
本实施例的进一步方案中,所述富集单元的缓冲装置包括蠕动泵330和缓冲组件。其中,蠕动泵330与微流控装置200连通,用于提供负压从而抽吸滤过液。所述缓冲组件设置在微流控装置200与蠕动泵330之间,并与微流控装置200和蠕动泵330分别连通。
本实施例中,血样在微流控装置200中进行过滤从而富集其中的有核病理细胞,由于血液在施加过大外力的情况下存在过滤难且已发生板结的问题,采用蠕动泵330提供负压可以实现低速抽取,进而避免抽吸力过大的问题。但蠕动泵330运行过程中容易产生脉冲流,通过缓冲组件的设置,可以将脉冲在缓冲组件处进行抵消,从而避免脉冲流对微流控装置200中细胞富集效果的影响。
本实施例的具体方案中,所述的缓冲组件包括与微流控装置200和蠕动泵330分别连通的缓冲瓶310,缓冲瓶310中密封有预设量的气体。缓冲瓶310密封连接有第一管路311和第二管路312,其中,第一管路311连通至微流控装置200,第二管路312连通至蠕动泵330。
进一步地,缓冲瓶310的顶部具有瓶口,瓶口处设置密封所述瓶口的密封盖313,第一管路311的一端与连通底管209连接,从而实现微流控装置200与缓冲瓶310的连通。第一管路311的另一端穿过密封盖313伸入缓冲瓶310内部。类似地,第二管路312的一端穿过密封盖313伸入缓冲瓶310内部,另一端与蠕动泵330连通。
蠕动泵330运行过程中,可将缓冲瓶310内的气体向外抽出,使缓冲瓶310内部形成负压。由于缓冲瓶310处于密封状态,缓冲瓶310内的负压环境会对第一管路311产生吸力,进而将微流控装置200中通过过滤组件214的滤过液吸进第一管路311,并沿第一管路311流到缓冲瓶310内。而当蠕动泵330产生脉冲时,由于缓冲瓶310的存在,脉冲流可在缓冲瓶310中抵充,进而实现缓冲作用,使得微流控装置200处受到的抽吸力不会出现明显的峰值。尤其是在微流控装置200内的滤过液仅有几毫升的情况下,脉冲流的产生会对实验结果造成很大影响,通过设置缓冲瓶310可显著减小脉冲对过滤过程的影响,进而保证微流控装置200内细胞的富集效果。
具体地,本实施例中的蠕动泵330为BT100F-1分配智能型蠕动泵搭配多通道卡片式泵头,可以实现对多个泵头的同时驱动。如此,一台蠕动泵330可以同时连通多个微流控装置200,实现对多个微流控装置200同时进行抽吸,抽出滤出的液体。
本实施例的优选方案中,第一管路311伸入缓冲瓶310内部的长度小于缓冲瓶310高度的一半,避免滤过液少量进入缓冲瓶310后即没过第一管路311的下端,影响缓冲瓶310对脉冲流的抵充效果。微流控装置200中滤出的液体沿第一管路311被抽出进入缓冲瓶310中,使得缓冲瓶310还起到了收集滤出液体的作用。由于第一管路311与微流控装置200连通,只有保证第一管路311的下端始终连通空气,而没有浸没至液面下,才可以起到在缓冲瓶310内部抵充脉冲流的作用。而如果第一管路311与缓冲瓶310内液体接触,由于液体的压强要大于负压的吸力,还会导致第一管路311在瓶内的一端被液体堵住,不能对微流控装置200中的血液进行抽吸。第一管路311伸入缓冲瓶310的长度尽可能较短,可避免第一管路311下端接触到瓶内液体的问题。
本实施例的进一步方案中,第二管路312位于缓冲瓶310内部的长度大于缓冲瓶310高度的一半。抽吸过程中,当缓冲瓶310内液体收集的越来越多时,瓶内的气体体积减小,液体的密度远大于气体的密度,进而会起不到缓冲的作用,在气体体积减小时,对脉冲流的缓冲效果也随之减小。通过将第二管路312伸入至超过缓冲瓶310高度的一半,在液面接触第二管路312时可以被蠕动泵330吸出,保证缓冲瓶310内气体的体积,进而保证缓冲瓶310的缓冲效果。更优地,第二管路312伸入缓冲瓶310内的长度大于第一管路311伸入缓冲瓶310内的长度,这样在缓冲瓶310内液面升高接触到第二管路312时,蠕动泵330可将瓶内的液体吸出,液面不再继续上升,可以有效避免缓冲瓶310内积累的液体浸没第一管路311的下端。最优地,第二管路312设置为伸入至缓冲瓶310的瓶底,第一管路311设置为伸入至缓冲瓶310的瓶口处,当液体被吸入瓶内时,第二管路312与液面接触,在蠕动泵330的作用下将液体吸出,无论蠕动泵330抽吸的是液体还是气体,其抽出去的液体或气体的体积是一样的,不会影响到瓶内的负压状态,既保证了瓶内的负压状态,也大大减少了清理瓶内液体的频率。
进一步地,缓冲瓶310的瓶口低于微流控装置200设置,使得微流控装置200排出的滤过液沿第一管路311向下流动进入缓冲瓶310中,避免了第一管路311中的液体可能回流至微流控装置200的情况。
本实施例的另一种具体方案中,还可以在微流控装置和蠕动泵之间设置两个至多个缓冲瓶,各个缓冲瓶通过管路依次连通。具体地,微流控装置和蠕动泵之间至少设置第一缓冲瓶和第二缓冲瓶,所述第一缓冲瓶的瓶口密封连接第一管路,所述第一管路与微流控装置下方的连通底管相连,所述第二缓冲瓶的瓶口密封连接第二管路,所述第二管路与蠕动泵连通。
当仅设置第一缓冲瓶和第二缓冲瓶时,所述第一缓冲瓶和第二缓冲瓶通过中间管路相连通。或者,所述第一缓冲瓶和第二缓冲瓶之间还设置至少一个中间缓冲瓶,此时,任意相邻的两个缓冲瓶之间通过一条中间管路相连通。
进一步地,本实施例中,在微流控装置200中富集CTC并进行染色的过程中,需要多次进行滤过液的抽吸,尤其是在一次抽吸过程结束、蠕动泵330停止工作时,不可避免会产生液体回流的问题。因此,本实施例在缓冲瓶310和微流控装置200之间的第一管路311上设置单向阀3111,单向阀3111由微流控装置200向缓冲瓶310单向导通。如此,在蠕动泵330停止工作时,第一管路311中的滤过液无法反向通过单向阀3111回流至微流控装置200中,避免了滤过液回流对富集效果的影响,进一步提高了检测结果准确性。
进一步地,如图19和图20所示,本实施例的细胞富集染色一体设备通过加血样单元向微流控装置200中添加血样,所述加血样单元包括用于容纳血样的送血组件,以及分别与所述送血组件连通的压力发生装置420和排血管430。压力发生装置420可向所述送血组件输送正压,使得所述送血组件内容纳的血样沿排血管430排出,添加至微流控装置200中。
具体地,所述送血组件包括密封设置的密封采血管410,密封采血管410分别与压力发生装置420和排血管430连通。密封采血管410内预先放置需要检测的血样,压力发生装置420向密封采血管410中通气加压,在正压作用下令密封采血管410中盛放的血样沿排血管430排出。排血管430的出液管口设置在微流控装置200的上方,从而将血样添加至微流控装置200中。更具体地,本实施例中,密封采血管410包括管本体411和密封盖412,采集血样后,将采集的血样加入至管本体411中,然后用密封盖412封堵管本体411的管口,从而形成相对外界具有气密结构的密封采血管410。
进一步地,压力发生装置420通过加压管440与密封采血管410连通,本实施例的压力发生装置420可以是能够自动控制的压力发生装置420,也可以是需要手动操作的压力发生装置420。当压力发生装置420是能够自动控制的压力发生装置420时,优选地,所述压力发生装置420为蠕动泵。蠕动泵包括驱动器和泵头,所述驱动器驱动泵头挤压加压管440,在加压管440中形成单向气流,单向气流通过加压管440向密封采血管410中流动,实现对密封采血管410的通气加压。在加压过程中,向密封采血管410中流动的气体仅经过加压管440,并不接触蠕动泵自身的内部结构,不用担心蠕动泵污染血样。当压力发生装置420是需要手动操作的压力发生装置420时,优选地,采用手动推拉的注射器式气泵。
本实施例的优选方案中,所述的加血样单元包括若干密封采血管410,各个密封采血管410均设置排血管430,且各个密封采血管410分别通过加压管440与同一压力发生装置420连通。多个排血管430各自的出液管口一一对应地设置在多个微流控装置200上方,从而可以将不同密封采血管410中盛放的血样添加至不同的微流控装置200中。
采用上述方案,压力发生装置420可以向多个密封采血管410分别通气加压令血样排出。此种方案无需为每个密封采血管410单独设置压力发生装置420,既降低了压力发生装置420的数量、降低了成本,同时也简化了加血样单元的结构,降低了维修、保养的难度。
本实施例的进一步方案中,压力发生装置420包括压力发生器421和分压器422,其中,分压器422包括进气端和出气端,所述出气端包括若干出气口,各个出气口分别与所述进气端连通。多个密封采血管410各自通过加压管440与若干出气口一一对应连通。
作为本实施例的一种具体实施方式,压力发生器421为蠕动泵,其通过分压器422将自身产生的正压分配到各个密封采血管410中,无需因密封采血管410的数量对压力发生器421自身结构进行改变,降低了设备的使用难度和使用成本。
进一步地,压力发生器421和分压器422之间设置有可阻断压力发生器421和分压器422之间连通的总开关441,从而可以控制各密封采血管410向外排血的启停。
更进一步地,分压器422的各个出气口与对应的密封采血管410之间分别设置有分开关442。具体地,分开关442可以设置在各个加压管440上。分开关442可以阻断各个出气口及其对应的密封采血管410之间气流的通断,且各个分开关442相互独立地开闭,互不影响。
分开关442既可以是需要人工操作的手动开关,也可以是自动开关,根据各加压管440是否连接密封采血管410自动控制开关的开闭。具体地,控制连接有密封采血管410或所连接的密封采血管410中有血样的加压管440上的分开关442打开,使得对应的加压管440导通;而控制未连接密封采血管410或所连接的密封采血管410中无血样的加压管440上的分开关442关闭,从而切断对应的加压管440。
在上述方案中,各个加压管440上分别设置可独立开闭的分开关442,当部分加压管440未连接密封采血管410,或者所连接的密封采血管410中没有血样时,可以阻断这部分加压管440,防止其泄漏压力发生器421产生的正压,确保其他盛放有血样的密封采血管410可以有效地接收正压,从而将血样排出。
如此一来,所述加血样单元无需等待全部加压管440均连接上盛放有血样的密封采血管410,即可将血样加到对应的微流控装置200中,使加血样单元能够更加灵活的适应不同需求,无需长时间等待以凑足密封采血管410的数量,提高了工作效率,节省了患者的等待时间。
本实施例的进一步方案中,加压管440与密封采血管410连通的出气管口设置在密封采血管410内靠近管口的位置。向密封采血管410内加入血样时,血样的液面高度应低于加压管440的出气管口所在高度。如此,加压管440始终不与血样直接接触,即使压力发生装置420在停止工作时发生倒吸,也不会将血样吸入加压管440中,避免了血样进入压力发生装置420引发故障的问题。
排血管430与密封采血管410连通的一端伸入至密封采血管410的底部,具体地,排血管430的进液管口抵接密封采血管410的底部。在压力发生装置420运行过程中,通过加压管440向密封采血管410中通气加压,使得密封采血管410内的气压上升,进而可将其中的血样从排血管430的进液管口压入排血管430中。进液管口抵接密封采血管410的底部,使得密封采血管410内部的血样可以全部进入排血管430中,避免血样残留。
本实施例的进一步方案中,所述加血样单元还包括取样固定台450,排血管430的出液管口通过取样固定台450进行固定。具体地,取样固定台450包括水平设置的台板451,台板451上开设有若干上下贯通的定位孔457,排血管430的出液管口由上至下穿过台板451的定位孔457。定位孔457的孔径与排血管430的外径相同,或略大于排血管430的外径。
本实施例中的排血管430为软管,通过设置具有定位孔457的台板451,可以对排血管430的出液管口位置进行固定,确保其稳定保持在微流控装置200正上方,进而保证沿排血管430排出的血样可添加至微流控装置200中。如此,避免了血样泄漏或者血样混杂。
进一步地,当所述细胞富集染色一体设备中可设置的微流控装置200数量大于密封采血管410的数量时,同一排血管430的出液管口可能需要在不同的微流控装置200上方进行移动。当台板451上的定位孔457与各个排血管430一一对应设置时,就需要台板451整体移动以带动排血管430的出液管口进行移动。
为此,本实施例中,所述加血样单元还包括固定架,取样固定台450两侧具有沿水平方向平行设置的导轨455,所述固定架包括与取样固定台450的两条导轨455配合的支撑架456,所述导轨455和支撑架456滑动连接。支撑架456具体包括对称设置的两部分,分别位于取样固定台450设置有导轨455的两侧,支撑架456上设置有与导轨455配合的滑轨或滑轮。
在上述方案中,取样固定台450的导轨455与支撑架456相配合,使取样固定台450能够沿导轨455延伸方向进行移动,进而调整定位孔457的位置,使同一个定位孔457能够对准不同的微流控装置200,进而将排血管430的出液管口调整至不同的微流控装置200上方。
本实施例的进一步方案中,所述加血样单元还包括驱动机构,用于驱动取样固定台450沿导轨455延伸方向往复运动。如此,可通过驱动机构控制取样固定台450的移动,而无需用户通过手动推拉的方式调整取样固定台450的位置,更加方便。
作为一种具体实施方式,驱动机构包括第三丝杠454和电动机453,第三丝杠454上安装有滑块,第三丝杠454受电动机453的驱动作用发生转动,令所述滑块沿第三丝杠454运动。第三丝杠454与取样固定台450的导轨455平行设置,取样固定台450与第三丝杠454上的滑块固连。通过第三丝杠454与滑块上的螺纹孔452配合,当第三丝杠454在电动机453驱动下转动时,滑块可以沿第三丝杠454的延伸方向运动,进而带动取样固定台450沿第三丝杠454运动。电动机453与支撑架456连接,当电动机453驱动第三丝杠454向不同方向转动时,取样固定台450就会随第三丝杠454上的滑块往复运动。
本实施例还提供一种采用上述细胞富集染色一体设备进行细胞富集染色的方法,具体包括以下步骤:
(1)试剂取放单元的双向泵141输送负压,吸取微孔膜活化液,然后双向泵141输送正压,将微孔膜活化液添加至微流控装置200中;
(2)加血样单元向微流控装置200中加入血样;然后,对微流控装置200进行抽吸,富集目标细胞;
(3)双向泵141输送负压,吸取红细胞裂解液,然后双向泵141输送正压,将红细胞裂解液添加至微流控装置200中,裂解残余红细胞;之后,对微流控装置200进行吸滤,富集目标细胞;
(4)双向泵141输送负压,吸取细胞固定液,然后双向泵141输送正压,将细胞固定液添加至微流控装置200中,之后对微流控装置200进行吸滤;
(5)双向泵141输送负压,吸取缓冲液,然后双向泵141输送正压,将缓冲液添加至微流控装置200中进行清洗,之后对微流控装置200进行吸滤;
(6)双向泵141输送负压,吸取膜上固定液,然后双向泵141输送正压,将膜上固定液添加至微流控装置200中,之后对微流控装置200进行吸滤;
(7)双向泵141输送负压,吸取通透液,然后双向泵141输送正压,将通透液添加至微流控装置200中,之后对微流控装置200进行吸滤;
(8)双向泵141输送负压,吸取染色液,然后双向泵141输送正压,将染色液添加至微流控装置200中,染色一定时间后,对微流控装置200进行吸滤,添加染色液并吸滤的操作反复进行两次;
(9)双向泵141输送负压,吸取缓冲液,然后双向泵141输送正压,将缓冲液添加至微流控装置200中进行清洗,之后对微流控装置200进行吸滤,添加缓冲液并吸滤的操作进行一至三次,之后即得富集染色完成的目标细胞。
其中,步骤(1)之后,和/或步骤(3)之后,和/或步骤(4)之后,和/或步骤(5)之后,和/或步骤(6)之后,和/或步骤(7)之后,和/或步骤(8)之后,和/或步骤(9)之后,优选在每一个添加试剂的步骤,也即步骤(1)和步骤(3)至(9)之后,还包括步骤(0):洗液供给组件150向中间容器140中供给定量的冲洗液,双向泵141运行将冲洗液由中间容器140输送至试剂吸放组件110进行冲洗。
详细地,采用上述细胞富集染色一体设备进行细胞富集染色的具体操作流程如下。
准备阶段,操作人员将待检测的血样加入密封采血管410中,并对密封采血管410进行密封。其中,所述待检测的血样为经过预处理的全血,所述的预处理可以采用现有技术中进行CTC等有核病理细胞富集时,在检测前对采集自患者体内血样的预处理方式。在试剂吸放组件110下方的试剂盛放装置130中加入后续需要添加的试剂,例如微孔膜活化液、红细胞裂解液、细胞固定液、缓冲液、染色液等。还需要提前组装微流控装置200,并将其安装在已固定于固定台210上的连通底管209上。组装微流控装置200时,其中的吸水层213需要预先润湿。另外,还需要在洗液存放瓶153中添加足量的冲洗液。
准备阶段完成后,即可启动所述一体设备开始工作。首先,控制所述试剂取放单元中的试剂吸放组件110移动,并通过双向泵141的电机正转输送负压,从而吸取微孔膜活化液,然后试剂吸放组件110移动至微流控装置200上方,双向泵141的电机反转输送正压,将吸取的微孔膜活化液添加至微流控装置200中,对微滤膜212进行预处理。
添加完成后,压力发生装置420启动运行向密封采血管410通入正压,从而向微流控装置200中添加血样。血样添加完成,蠕动泵330启动,对微流控装置200进行微流量吸滤,从而富集血样中的目标细胞,也即CTC。添加血样并富集目标细胞的过程中,输送泵152启动,向洗液缓存瓶146中输送定量的冲洗液,并控制试剂吸放组件110移动至废液收集容器上方。移动到位后,双向泵141的电机反转,向试剂吸放组件110输送冲洗液进行冲洗,直至洗液缓存瓶146内的冲洗液全部被消耗。
之后,采用类似的流程再次控制所述试剂取放单元,令双向泵141的电机正转,通过试剂吸放组件110吸取适量红细胞裂解液,双向泵141的电机再反转,将红细胞裂解液添加至微流控装置200中,裂解残留的少量红细胞。添加完成后,再次向洗液缓存瓶146输送定量冲洗液,再利用双向泵141的电机反转输送冲洗液对试剂吸放组件110进行冲洗。冲洗过程中,蠕动泵330启动,对微流控装置200进行微流量吸滤,抽出滤出的液体。
再控制双向泵141的电机正转,在试剂吸放组件110中吸取细胞固定液,然后双向泵141的电机反转,向微流控装置200中添加细胞固定液固定目标细胞。添加完成后,通过输送泵152和双向泵141控制,进行试剂吸放组件110的冲洗操作。微流控装置200中添加细胞固定液之后,还启动蠕动泵330,对微流控装置200进行微流量吸滤,抽出滤出的液体。
再然后,控制双向泵141的电机正转,在试剂吸放组件110中吸取适量的缓冲液,然后双向泵141的电机反转,向微流控装置200中添加缓冲液,添加完成后进行试剂吸放组件110的冲洗操作。微流控装置200中添加缓冲液之后,蠕动泵330启动,对微流控装置200进行微流量吸滤,抽出滤出的液体,从而清洗过滤一次。
之后,控制双向泵141的电机正转,在试剂吸放组件110中吸取膜上固定液,然后双向泵141的电机反转,向微流控装置200中添加膜上固定液,添加完成后进行试剂吸放组件110的冲洗操作。微流控装置200中添加膜上固定液之后,蠕动泵330启动,对微流控装置200进行微流量吸滤,抽出滤出的液体。
然后,通过控制双向泵141的电机正转,在试剂吸放组件110中吸取通透液,然后双向泵141的电机反转,向微流控装置200中添加通透液,添加完成后进行试剂吸放组件110的冲洗操作。微流控装置200中添加通透液之后,蠕动泵330启动,对微流控装置200进行微流量吸滤,抽出滤出的液体。
再然后,进行细胞的染色处理,包括:控制双向泵141的电机正转,在试剂吸放组件110中染色液,然后双向泵141的电机反转,向微流控装置200中添加染色液,染色一定时间后,启动蠕动泵330,对微流控装置200进行微流量吸滤,将液体抽出。吸滤完成后,再次进行一遍所述的染色处理。第二次染色液添加完成后,所述试剂取放单元再次进行冲洗操作。可以理解的是,进行细胞的染色处理时,可以一次性吸取两次添加所需染色液的量,然后分两次进行添加;也可以在第一次添加后,再次吸取染色液进行第二次添加。
最后,通过控制所述试剂取放单元向微流控装置200中添加适量的缓冲液,然后蠕动泵330启动,对微流控装置200进行微流量吸滤,抽出滤出的液体。上述添加缓冲液再进行微流量吸滤的步骤可仅执行一次,也可以反复执行两次或三次,且在最后一次添加缓冲液完成后,所述试剂取放单元再次进行冲洗操作。可以理解的是,当需要添加两至三次缓冲液时,可以在试剂容纳管111中一次性吸取多次添加所需缓冲液的量,然后按照每一次的添加量分批次进行添加;也可以在每一次添加后,再次吸取缓冲液进行下一次添加。
上述操作过程完成后,微滤膜212上即富集有已染色的目标细胞,操作人员可拆开微流控装置200并从中取出微滤膜212,进行镜检或其他的后续检测程序。
以上的操作过程可以通过预先设定程序进行自动控制,从而使得本实施例的细胞富集染色一体设备可以在无人工干预的情况下,全自动的完成从血样输送至细胞富集染色的全过程。并且,能够一次性处理几毫升的血样,实现了处理血样体积数量级的飞跃,解决了血样体积过少无法富集到足够细胞数目的问题,令漏检率大幅度降低。操作人员只需要预先添加好血样、所需试剂以及冲洗液,即可在所述细胞富集染色一体设备工作完成后直接取出微滤膜212进行镜检。同时,也不需要在一体设备结束工作后对试剂取放单元进行拆卸清理,方便使用。
实施例二
如图21和图22所示,本实施例与上述实施例一的区别在于:所述的缓冲组件包括缓冲器340,缓冲器340内部中空形成缓冲腔室,所述缓冲腔室与微流控装置200和蠕动泵330分别连通,所述缓冲腔室的至少部分腔壁由可发生弹性形变的材料制成。由于所述缓冲腔室的部分腔壁可发生弹性形变,在蠕动泵330运行过程中,可由缓冲腔室内抽气减压,使得缓冲腔室的腔壁发生向内凹陷的形变。而在蠕动泵330产生脉冲流时,缓冲腔室的腔壁会进一步凹陷,使得缓冲腔室内部的体积减小,从而达到缓冲脉冲的作用。
本实施例的具体方案中,缓冲器340包括内部中空的支架343,以及可发生弹性形变的缓冲膜344。其中,支架343上开设若干通孔,缓冲膜344至少将所述通孔全部覆盖。如此,缓冲膜344和支架343共同围成所述缓冲腔室,覆盖于所述通孔上的部分缓冲膜344即形成可发生弹性形变的腔壁。如此,蠕动泵330工作过程中,缓冲膜344覆盖于所述通孔上的部分可通过所述通孔向支架343内部凹陷。而当蠕动泵330产生脉冲流时,缓冲膜344向支架343内部凹陷的程度增大,从而减小缓冲腔室的内部体积,起到缓冲脉冲的作用。
本实施例的一种具体方案中,支架343为中空的柱体结构,优选为圆柱体结构。所述通孔设置在所述柱体结构的侧壁上,缓冲膜344套装在所述柱体结构的侧壁上以覆盖所述通孔。
更具体地,当支架343为中空圆柱体结构时,缓冲膜344为管状,其初始状态下的内径略小于支架343的外径。如此,缓冲膜344套装至支架343上时处于被拉伸的状态,可增强其覆盖于通孔上的密封性,避免缓冲器340发生漏气故障。更优地,可以在支架343的两端对缓冲膜344进行粘接固定。
进一步地,支架343包括相对间隔设置的两个端壁345,以及用于连接两个端壁345的若干支撑杆3431。支撑杆3431的一端连接于其中一个端壁345的外周,另一端连接于另一个端壁345的外周,若干支撑杆3431沿端壁345的外周间隔设置,在相邻的两个支撑杆3431之间形成所述通孔。优选地,支撑杆3431沿端壁345的外周均匀分布,且各个支撑杆3431相互平行。更优地,支撑杆3431沿平行于所述柱体结构轴线的方向延伸设置。
本实施例中,缓冲膜344沿支架343轴向的长度优选大于支架343的轴向长度。如此,将缓冲膜344套装在支架343上后,缓冲膜344的两端可以在自身的弹性作用下包裹住端壁345的外周,确保在端壁345和支撑杆3431的相连处不发生漏气。
在本实施例的另一种具体方案中,支撑杆设置多个,且任意的两个支撑杆可以相互交叉或不交叉,做无规则的排列,只要保证可以在支架的侧壁上留有通孔即可。
本实施例的进一步方案中,两个端壁345上分别开设一个气口。其中一个气口连接第一管路311,从而通过第一管路311与微流控装置200连通。另一个气口连接第二管路312,通过第二管路312连通至蠕动泵330。进一步地,所述的气口设置为由端壁345向外延伸直径逐渐缩小的喇叭状结构,第一管路311和第二管路312均为软管,套装在该喇叭状结构的末端,从而在依次经过第一管路311、缓冲器340和第二管路312的路径上,减少了横截面积发生突变的幅度。
本实施例中,蠕动泵330运行向缓冲器340内部提供负压,从而将微流控装置200中的滤过液抽出。在蠕动泵330产生脉冲流时,包裹在支架343上的缓冲膜344可以发生形变向支架343内部收缩,使缓冲腔室内部体积减小,以抵消或部分抵消脉冲流所产生的负压大小突变,使微流控装置200处受到的抽吸力不会出现明显峰值,避免脉冲流对实验结果的影响。
本实施例的进一步方案中,为避免蠕动泵330停止工作时产生的液体回流问题,与上述实施例一类似,在微流控装置200和蠕动泵330之间同样设置单向阀3111。具体地,单向阀3111设置在第二管路312上,由缓冲器340向蠕动泵330单向导通。当蠕动泵330停止工作时,第二管路312中的液体被单向阀3111拦截不会向缓冲器340回流。而在蠕动泵330工作过程中,缓冲器340由于受到蠕动泵330所提供负压的作用,缓冲膜344始终保持向内收缩的状态,进而在蠕动泵330停止工作后,缓冲膜344在自身弹性下恢复原状,可以继续向微流控装置200提供一定的负压,确保第一管路311中的液体不会回流至微流控装置200中。
本实施例中,在微流控装置200和蠕动泵330之间设置由支架343和具有弹性的缓冲膜344组成的缓冲器340,利用缓冲膜344在压力变化时自身可以发生形变的特点实现对脉冲流的缓冲作用,保证了检测的准确性。
实施例三
如图23和图24所示,本实施例为上述实施例一或二的进一步限定,所述的排血管430上设置有可开闭的封堵结构。当血样进入排血管430时,所述封堵结构可导通排血管430,令血样可以沿排血管430排出,添加至下方的微流控装置200。当排血管430中没有血样时,所述封堵结构自动封堵排血管430。当任一密封采血管410内的血样全部排出后,该密封采血管410所连接的排血管430被所述封堵结构自动封堵,进而压力发生装置420所提供的正压不会沿该排血管430泄漏至外部,保证了其他密封采血管410可以正常向外排出血样。
本实施例的具体方案中,所述的排血管430具有竖直延伸部分,所述的封堵结构包括设置在所述竖直延伸部分上的稳压仓437,以及设置在稳压仓437内部的浮块438,浮块438的密度小于等于血样的密度,使得浮块438可以悬浮在血样中。稳压仓437的进液端与排血管430保持导通状态,稳压仓437的底部设置出液口,浮块438可封堵所述出液口。
更具体地,稳压仓437具有桶状结构,其内径大于排血管430的内径。浮块438为球形,稳压仓437的出液口为直径小于浮块438直径的圆形。稳压仓437的高度大于浮块438的直径,确保浮块438在稳压仓437内具有可以上下运动的空间。稳压仓437的内径大于浮块438的直径,保证浮块438在稳压仓437内运送时不会受到稳压仓437内壁的限制。
初始状态下,浮块438受重力作用保持在稳压仓437底部,封堵所述出液口。当密封采血管410接收正压,使得血样被压入排血管430,沿排血管430进入稳压仓437后,浮块438上浮与所述出液口分离,从而开启所述出液口,血样即可沿排血管430排出添加至微流控装置200中。当密封采血管410中的血样全部排出后,稳压仓437中不再有血样,浮块438受重力作用重新封堵稳压仓437的出液口,从而切断排血管430。此时压力发生装置420所提供的正压不会通过该排血管430向外泄漏。
在上述方案中,通过浮块438控制稳压仓437出液口的开闭,浮块438的升降运动受血样所提供的浮力控制,而无需人工干预,实现了排血管430通断的自动控制。球形的浮块438可以避免其在稳压仓437中出现移动和翻滚导致与稳压仓437出液口密封不严的问题,提高了稳压仓437自动开闭的可靠性。
本实施例的进一步方案中,稳压仓437的下部具有自上而下直径逐渐减小的漏斗形结构439,稳压仓437的出液口位于漏斗形结构439的底部。稳压仓437的上部为圆桶状结构,漏斗形结构439的上边缘与稳压仓437圆桶状结构的下边缘相接,即漏斗形结构439的最大直径与稳压仓437圆桶状结构的直径相同,漏斗形结构439的最小直径与稳压仓437的出液口直径相同。当稳压仓437内血样完全排出,浮块438受重力作用下降时,浮块438会沿着漏斗形结构439的周侧内壁下沉到稳压仓437的出液口位置,避免了浮块438下降时落点出现偏差,导致不能完全封堵稳压仓437的出液口而造成正压泄漏的问题。
本实施例中,当压力发生装置420同时连通多个密封采血管410时,可以同时向多个密封采血管410中通气增压,将血样从各个密封采血管410中压出,添加至对应的微流控装置200中。由于各个密封采血管410中血样的量可能不同,且不同血样的粘稠度往往也存在差异,会导致各个密封采血管410中血样排净的时间存在先后差异。通过在排血管430上设置内部具有浮块438的稳压仓437,能够在密封采血管410中血样排净后自动切断对应的排血管430,防止该排血管430泄漏压力发生装置420所提供的正压,避免影响其他密封采血管410进行血样添加的过程。
实施例四
如图25和图26所示,本实施例与上述实施例的区别在于:所述的送血组件包括采血管414和中间密封管431,采血管414和中间密封管431通过抽血管415相连通,中间密封管431连通分别与压力发生装置420和排血管430连通。压力发生装置420既可以输送正压,也可以输送负压。采血管414内盛放有血样,压力发生装置420向中间密封管431输送负压,可将采血管414中的血样沿抽血管415抽吸至中间密封管431中。然后,压力发生装置420再向中间密封管431输送正压,即可将血样沿排血管430压出,并添加至微流控装置200中。
具体地,本实施例的中间密封管431包括敞口设置的中间管432和中间密封盖433。压力发生装置420同样连接加压管440,通过加压管440与中间密封管431连通。优选地,本实施例中的压力发生装置420选用能够提供正压和负压的蠕动泵。
采用上述结构的加血样单元,由于采血管414无需接收正压将血样排出,因而采血管414可以为敞口设置,而不必进行密封。操作人员将由待检测的血样盛放于采血管414中,然后将抽血管415由采血管414的上侧敞口插入,即可启动压力发生装置420进行血样输送,而不需要对采血管414进行额外的密封处理,简化了操作流程。
本实施例的进一步方案中,抽血管415上设置由采血管414向中间密封管431单向导通的第一单向阀413,排血管430上设置有由中间密封管431内部向外部单向导通的第二单向阀434。通过设置第一单向阀413和第二单向阀434,当压力发生装置420输送负压时,中间密封管431内部压力减小,第一单向阀413可在压差下导通抽血管415,从而沿抽血管415将血样抽吸至中间密封管431内,而第二单向阀434不能实现由外向内导通,因此中间密封管431内的负压环境不会经排血管430发生泄漏。类似地,当压力发生装置420输送正压时,中间密封管431内部压力增大,第二单向阀434在压差下导通排血管430,使得血样可以沿排血管430向外排出,而第一单向阀413不能实现由中间密封管431向采血管414导通,进而中间密封管431内的正压环境不会经抽血管415泄漏,保证了血样的排出效率。
本实施例的进一步方案中,加压管440伸入中间密封管431的一端设置在中间密封管431内部靠近管口的位置。采血管414中血样的最大盛放量应该满足:采血管414中的血样全部被吸入中间密封管431时,中间密封管431中血样的液面高度低于加压管440的管口所在高度。如此,可以保证加压管440始终不与血样直接接触,避免压力发生装置420输送负压时,由加压管440吸入血样而引发故障。另一方面,加压管440的管口不与血样直接接触,在压力发生装置420输送正压时,还可以避免加压气流流入中间密封管431中的血样中产生气泡、影响血样排出的效果。当血样产生大量气泡时,不易排净,且以气泡形式排出的血样,其过滤效率降低,影响后续在微流控装置200中富集细胞的过程。
进一步地,排血管430与中间密封管431连通的一端伸入至中间密封管431的底部,具体地,排血管430的进液管口抵接中间密封管431的底部。在压力发生装置420输送正压时,中间密封管431内的气压上升,进而可将其中的血样从排血管430的进液管口压入排血管430中。排血管430进液管口抵接中间密封管431的底部,使得被吸入中间密封管431内部的血样可以全部进入排血管430中,避免血样残留。
进一步地,抽血管415的进液管口靠近采血管414的底部设置,优选地,抽血管415的进液管口抵接采血管414的底部。在压力发生装置420输送负压时,中间密封管431内的气压下降,而采血管414与大气压连通,进而可利用大气压强将其中的血样从抽血管415的进液管口压入抽血管415中,向中间密封管431输送。抽血管415的进液管口抵接采血管414的底部,使得采血管414中盛放的血样可以全部送入中间密封管431内,避免血样残留。
本实施例的优选方案中,抽血管415的出液管口靠近中间密封管431的管口设置,在血样输送过程中始终不会接触到中间密封管431内血样的液面。在压力发生装置420由中间密封管431抽气减压时,抽血管415的出液管口始终直接暴露在中间密封管431内部的负压环境中,避免了该出液管口被血样浸没时,会增加血样由抽血管415出液管口排出阻力的问题。
本实施例的进一步方案中,如图26所示,所述加血样单元包括多个采血管414和多个中间密封管431,多个中间密封管431与多个采血管414一一对应连通,多个中间密封管431通过各自连接的加压管440与同一压力发生装置420连通。具体地,压力发生装置420包括压力发生器421和分压器422,压力发生器421用于提供正压和负压,例如可以是蠕动泵。分压器422的进气端连通压力发生器421,出气端包括若干出气口,各个出气口分别与所述进气端连通,多个加压管440一一对应地连接在各个出气口上。由于同一压力发生器421通过分压器422同时为若干中间密封管431提供正压和/或负压,无需为每一个中间密封管431单独设置压力发生器421,简化了加血样单元的结构,降低生产成本和维护难度。
进一步地,各个中间密封管431所连接的排血管430上均设置有可切断排血管430的控制阀435。多个控制阀435相互独立,可以同时开启,也可以同时关闭,还可以部分开启、部分关闭。多个控制阀435可以是由用户手动一一手动控制开闭,也可以是由程序控制自动开闭,或依赖第二开关435自身的结构自动开闭。
本实施例中,由于各个采血管414中血样的体积可能存在差异,进而吸取到中间密封管431中的血样体积也会存在差异。进而在经排血管430向外排出血样时,可能出现部分中间密封管431中的血样已经排净,而另一部分中间密封管431中还有血样的情况。此时,血样已经排净的中间密封管431所连接的排血管430被清空,来自压力发生器421的加压气流会从该排血管430流出,造成压力泄漏,影响其他中间密封管431中的血样排出。通过在各个排血管430上分别设置可开闭的控制阀435,当部分中间密封管431中的血样排净后,控制这部分中间密封管431所连接的排血管430上的控制阀435关闭,即可阻断这些排血管430,防止这部分中间密封管431中的正压泄漏,保证了其他中间密封管431可以继续获得正压,将内部的血样正常排出。
本实施例的更进一步方案中,在各个加压管440上分别设置可阻断导通的加压开关443。多个加压开关443相互独立,可以同时开启,也可以同时关闭,还可以部分开启、部分关闭。使用时,当中间密封管431所连接的抽血管415伸入盛放有血样的采血管414时,控制对应加压管440上的加压开关443开启。而如果抽血管415未伸入血样中,或者在血样输送过程中部分采血管414内的血样提前排净,则关闭对应加压管440上的加压开关443以切断加压管440。如此,在压力发生器421仅向抽血管415伸入血样中的中间密封管431输送负压时,避免了直接连通大气的中间密封管431造成负压泄漏,导致其他中间密封管431内负压不足,影响对血样的抽取。
与实施例一类似,本实施例的加血样单元也包括取样固定台450,取样固定台450上设置有若干上下贯通的定位孔457,排血管430的出液管口由上至下穿过定位孔457。如此,对排血管430的出液管口起到了固定作用,保证其稳定保持在微流控装置200正上方。
采用本实施例所提供的细胞富集染色一体设备进行细胞富集染色的具体操作流程与实施例一类似,仅仅在添加血样的操作流程上具有区别。
具体地,在准备阶段,操作人员将血样加入采血管414中,将抽血管415经采血管414的管口插入采血管414中,令抽血管415的进液管口抵接采血管414的底部。一体设备启动开始工作后,当需要添加血样时,压力发生装置420启动运行,先由中间密封管431抽气减压,将血样由采血管414吸入中间密封管431,再向中间密封管431通气增压,将吸入的血样沿排血管430压出,添加至微流控装置200中。
本实施例中,加血样单元包括采血管414和中间密封管431,血样输送过程通过压力发生装置420先输送负压,再输送正压实现。操作人员将采集自患者体内的血样加入采血管414后,直接将抽血管415插入采血管414中即可,而不需要对采血管414进行额外的密封操作,简化了操作人员的使用程序,减轻了工作负担。
实施例五
如图26和图27所示,本实施例为上述实施例四的进一步限定,所述的排血管430上设置有可自动控制开闭的封堵结构,进而可以取消排血管430上控制阀的设置。
具体地,本实施例所述的封堵结构与上述实施例三中所述的封堵结构相同,包括设置在排血管430的竖直延伸部分上的稳压仓437,以及设置在稳压仓437内部的、密度小于等于血样密度的浮块438。稳压仓437的下部具有自上而下直径逐渐减小的漏斗形结构439,稳压仓437的出液口位于漏斗形结构439的底部。
初始状态下,浮块438受重力作用保持在稳压仓437底部,封堵稳压仓437底部的出液口。当压力发生装置420输送正压,将中间密封管431中的血样压入排血管430时,血样沿排血管430进入稳压仓437,浮块438上浮与所述出液口分离,从而开启所述出液口,血样即可沿排血管430排出添加至微流控装置200中。当中间密封管431,浮块438上浮与所述出液口分离,从而开启所述出液口,血样即可沿排血管430排出添加至微流控装置200中。
当中间密封管431中的血样全部排出后,稳压仓437中不再有血样,浮块438受重力作用沿着漏斗形结构439的周侧内壁下沉到稳压仓437的出液口位置,重新封堵稳压仓437的出液口,从而封堵排血管430。此时压力发生装置420所提供的正压不会通过该排血管430向外泄漏。
本实施例中,压力发生装置420同时连通多个中间密封管431,可同时向多个中间密封管431中输送正压,将血样从各个中间密封管431中压出,添加至对应的微流控装置200中。由于各个中间密封管431由采血管414中吸取血样的量可能不同,且不同血样的粘稠度往往也存在差异,进而会导致各个中间密封管431中血样排净的时间存在先后差异。通过在各个排血管430上设置内部具有浮块438的稳压仓437,能够在中间密封管431中血样排净后自动封堵对应的排血管430,防止该排血管430泄漏压力发生装置420所提供的正压,避免影响其他中间密封管431向微流控装置200中添加血样的过程。
以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已,并非对本实用新型作任何形式上的限制,虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本实用新型,任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容,依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (10)

1.一种细胞富集染色一体设备,其特征在于,包括:
微流控装置,用于接收血样并从中富集目标物质;
加血样单元,用于向所述微流控装置中添加血样;
试剂取放单元,包括:
试剂吸放组件,用于吸取/排出试剂;
中间容器,与所述试剂吸放组件连通;
双向泵,设置在所述中间容器与试剂吸放组件之间;
洗液供给组件,用于向所述中间容器中供给冲洗液;
所述中间容器中未存放冲洗液时,所述双向泵可向所述试剂吸放组件输送负压或正压,控制所述试剂吸放组件吸取试剂,或将试剂排出至微流控装置中;
所述洗液供给组件将冲洗液输送至中间容器后,所述双向泵可将所述冲洗液由中间容器输送至所述试剂吸放组件进行冲洗。
2.根据权利要求1所述的细胞富集染色一体设备,其特征在于,所述试剂吸放组件包括试剂容纳管,用于存放所吸取的试剂;所述试剂容纳管的上端开口与所述双向泵通过管路连通,试剂/冲洗液由试剂容纳管的下端开口排出。
3.根据权利要求1所述的细胞富集染色一体设备,其特征在于,所述洗液供给组件包括:
洗液存放瓶,用于存放冲洗液;
洗液输送管路,其入口端与所述洗液存放瓶连通,出口端与所述中间容器连通;
输送泵,设置在所述洗液输送管路上,用于向中间容器输送冲洗液。
4.根据权利要求3所述的细胞富集染色一体设备,其特征在于,所述洗液输送管路的入口端靠近所述洗液存放瓶的底部设置。
5.根据权利要求1所述的细胞富集染色一体设备,其特征在于,所述中间容器为洗液缓存瓶,所述洗液缓存瓶通过连通管与所述双向泵连通,所述连通管的一端伸入至所述洗液缓存瓶的底部。
6.根据权利要求1所述的细胞富集染色一体设备,其特征在于,所述试剂取放单元包括若干试剂吸放组件,以及与若干试剂吸放组件一一对应连通的若干双向泵;若干双向泵均与同一中间容器相连通。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的细胞富集染色一体设备,其特征在于,所述的微流控装置包括:
进样管,包括管主体,所述管主体的上端开口用于接收血样,管主体的下端设置凸起于所述管主体的侧壁的扣合部;
积液衬台,设置在所述进样管下方,所述积液衬台和所述进样管的扣合部之间设置用于过滤血样的过滤组件,所述目标物质富集于所述过滤组件的上侧;
扣盖,套装于所述进样管的管主体上,所述扣盖螺旋下降与所述积液衬台螺纹连接,下压所述进样管的扣合部向积液衬台靠近,压紧所述过滤组件。
8.根据权利要求7所述的细胞富集染色一体设备,其特征在于,所述扣盖包括水平设置、用于下压所述扣合部的下压部,所述下压部上开设供所述管主体穿过的通孔;
所述扣盖还包括连接部,所述连接部由所述下压部的外周向下延伸形成;所述连接部的内侧设置内螺纹,所述积液衬台上设置与所述内螺纹匹配的外螺纹。
9.根据权利要求1-6中任意一项所述的细胞富集染色一体设备,其特征在于,所述加血样单元包括:
送血组件,用于容纳血样;
压力发生装置,与所述送血组件连通,可向所述送血组件输送正压;
排血管,与所述送血组件连通,在压力发生装置输送正压时,所述送血组件内容纳的血样沿排血管排出,添加至所述微流控装置中。
10.根据权利要求9所述的细胞富集染色一体设备,其特征在于,所述送血组件包括密封设置的密封采血管,所述密封采血管分别与所述压力发生装置和排血管连通,所述排血管的一端伸入至所述密封采血管的底部;
或者,所述送血组件包括用于盛放血样的采血管,以及与所述采血管通过抽血管连通的中间密封管,所述中间密封管分别与所述压力发生装置和排血管连通,所述排血管的一端伸入至所述中间密封管的底部;所述压力发生装置还可向所述中间密封管输送负压,将采血管中的血样沿抽血管抽吸至所述中间密封管。
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