捕获磁性颗粒标记细胞的装置的制作方法

本实用新型涉及一种实施生命科学的实验装置，尤其涉及一种捕获磁性颗粒标记细胞的装置。

背景技术：

循环癌细胞(Circulating Tumor Cells，CTC)是存在于循环系统中各类癌细胞的统称。CTC一旦进入合适的组织器官，即可发育成为新的转移性癌症病灶。因此对CTC的检测，对于癌症患者的早期病因诊断、治疗策略制定、疗效及预后的评估都具有非常重要的意义。但人体外周血中CTC的含量很低，加上血液中含有比CTC高许多倍的红细胞、白细胞、血小板等，如何在大量的“背景”细胞中有效富集或捕获这些CTC，成为CTC检测的关键技术。

由于CTC在外周血中的数目远比正常的血细胞少很多，世界上许多实验室都在研究其分离、捕获和富集的方法。如：根据CTC的物理尺寸进行分离。由于CTC细胞平均大小约l7±1.5μm，比正常的红细胞、粒细胞、淋巴细胞和单核细胞都要大，因此，可使用相应孔径的微孔滤器或微孔芯片进行物理分离，再经后续的洗脱或返流等方式将CTC纯化出来(如：J Chromatogr A.2007，1162(2)，154～16l，Nat Protoc.2014，9(3)，694～710，200910198495.2和201210181873.0等)。尽管此类方法纯化分离CTC的纯度较高，但由于其加工工艺复杂，液体流速较慢，分离一个样本需要较大量的标本(大于7.5ml)，平均耗时达4小时以上，很难满足快速检测的临床需求。

第二种方法是使用表面功能化的膜或管道系统吸附，从而进行CTC分离。该方法是基于大部分CTC细胞都表达肿瘤抗原，在膜/管道表面使用抗体功能化，当稀释后的样本流经膜或管道表面时，CTC的表面抗原即可与相应的抗体结合，从而实现CTC的捕获(如：201310139673.0、201410153597.3和201210193145.9等)。此类方法首先需将膜或管道表面进行抗体功能化，由于不同的膜或管道表面性质不同，抗体的结合效果很难保证，因此导致CTC的捕获性能偏差很大。另外，存在于膜/管道表面的抗体与CTC表面的抗原起反应，需要一定的反应温度和时间，此类装置只有在液体流速极慢时才有效，且需要恒温装置。因此，此类技术应用前景同样较弱。

第三种方法是采用数字化捕获系统(如：201410818225.8)和基于氧化石墨烯的微流控芯片捕获系统(如：Nat Nano.2013，8(10)，735～741)，以及基于芯片培养一体化系统(Oncotarget.2014，75(15)，supp.，1～15)等，皆因工艺复杂、流程繁琐和应用不便等原因，很难在现实中推广使用。

第四种方法是基于免疫磁分离技术，此类分离方法多以大颗粒磁珠(微米级或以上)为基础，在磁珠表面进行相应抗体偶联后进行癌细胞捕获，再经洗脱过程将CTC纯化出来(如：J Transl Med.2011，9(1)：1～8，Lab on a Chip.2014，14(1)：57～62)。此类技术的优点是磁珠的磁性较强，分离能力较高，但进行相应的生物学检查(如：培养、核酸提取和免疫组化染色等)操作前必须使用化学方法将磁珠洗脱，此过程的化学物质的作用，不仅对CTC产生严重的化学或物理损伤，还可能干扰后续的生物学检测过程。另外也有检测以磁纳米粒子为基础(如：201310614556.5)且后续检测过程中不需经过洗脱过程，但此类检测使用的磁纳米粒子为γ-Fe₂O₃。

上述方法为CTC的分离提供了有益的借鉴，但仍需要便于实施这些方法之一种或几种的装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种捕获磁性颗粒标记细胞的装置，便于通过磁场捕获磁性颗粒标记的细胞。

本实用新型提供的一种捕获磁性颗粒标记细胞的装置，包括：

第一容器，其包括第一容腔，以容纳样品和磁性颗粒；

样品收集池，其用于收集捕获后的样品；

样品捕获池，其包括捕获腔道，捕获腔道包括入口和出口，入口与第一容腔连通，出口与样品收集池连通；

磁场发生器，其发出磁场及于捕获腔道。

对于样品浓度或粘度较高，即使施加外力，流速仍较低的样品，可以采用对样品进行稀释的方式增加流速，如：将样品和磁性颗粒混合后，再稀释。为了提高装置的自动化水平，使得经磁性颗粒标记的样品与稀释液共混后再进入样品捕获池。

本实用新型提供的另一种捕获磁性颗粒标记细胞的装置，包括：

第一容器，其包括第一容腔，以容纳样品和磁性颗粒；

样品收集池，其用于收集捕获后的样品；

第二容器，其包括第二容腔，以容纳稀释液；

样品捕获池，其包括捕获腔道，捕获腔道包括入口和出口，捕获腔道出口与样品收集池连通；

混合器，其分别与第一容器和入口连通；

磁场发生器，其发出磁场及于捕获腔道。

对于捕获效率不高的样品，先初期的捕获中仍会进入样品收集池，而需要将样品收集池中的收集液，再次进行捕获。为了获取捕获后的细胞，也便于控制更换样品捕获池而造成的样品污染，在样品捕获池与样品收集池之间的流路上设置分流器。

本实用新型提供的另一种捕获磁性颗粒标记细胞的装置，包括：

第一容器，其包括第一容腔，以容纳样品和磁性颗粒；

样品收集池，其用于收集捕获后的样品；

第二容器，其包括第二容腔，以容纳稀释液；

样品捕获池，其包括捕获腔道，捕获腔道包括入口和出口；

分流器，其分别与样品收集池和出口连通；

混合器，其分别与第一容器和入口连通；

磁场发生器，其发出磁场及于捕获腔道。

本实用新型的混合器，还与第二容器连通。

本实用新型的分流器，还包括第二分流出口，用于收集所捕获的经磁性颗粒标记的样品(如：经磁性颗粒标记的细胞、细菌，或其它病原体)。

为便于各个部件的连接，本实用新型的装置，还包括鲁尔管，分别与第一容器和混合器连接，以及第二容器和混合器连接，或者样品收集池与分流器连接。

本实用新型技术方案实现的有益效果：

本实用新型提供的捕获磁性颗粒标记细胞的装置，适用于捕获标记磁性颗粒的细胞，采用实验室常见的器具即可实现自行组装，成本低廉，捕获速度快，使用方便，随用随装。

本实用新型提供的捕获磁性颗粒标记细胞的装置，除可用于磁循环癌细胞的捕获外，还可用于病原性细菌、真菌、病毒体、噬菌体和外泌体等相关物质的捕获。除可用于患者来源的血液及体液中相关物质的捕获，还可用于体外培养物中相关物质的高效捕获。

附图说明

图1为本实用新型捕获磁性颗粒标记细胞的装置的一实施例结构示意图；

图2为本实用新型捕获磁性颗粒标记细胞的装置的另一实施例结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图详细描述本实用新型的技术方案。本实用新型实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

图1为本实用新型捕获磁性颗粒标记细胞的装置的一实施例结构示意图。如图1所示，本实施例装置包括第一容器100和样品收集池200。第一容器100包括第一容腔(未示出)，以容纳样品和磁性颗粒。样品收集池200用于收集捕获后的样品。样品捕获池300其包括捕获腔道310，捕获腔道包括入口311和出口312，入口311与第一容腔连通，出口312与样品收集池连通。磁场发生器400(如：铷铁磁棒)设置于捕获腔道310的外周，其发出磁场及于捕获腔道310(捕获腔道位于磁场内)，使经磁性颗粒标记的样品发生偏转而受磁场的吸附，而未经磁性颗粒的样品不发生偏转而进入样品收集池200。

为便于本实施例提供的装置也适用于流速较低样品，以及提供自动化水平，本实施例还提供另一种装置。图2为本实用新型捕获磁性颗粒标记细胞的装置的一实施例结构示意图。如图2所示，本实施例装置包括第一容器100、第二容器500和样品收集池200。第一容器100包括第一容腔，以容纳样品和磁性颗粒。第二容器500包括第二容腔(未示出)，以容纳稀释液。

样品收集池200用于收集捕获后的样品。样品捕获池300其包括捕获腔道310，捕获腔道包括入口311和出口312，出口312与样品收集池200连通。混合器700分别与第一容器100、第二容器500和入口311连通。磁场发生器400(如：铷铁磁棒)设置于捕获腔道310的外周，其发出磁场及于捕获腔道310，使经磁性颗粒标记的样品发生偏转而受磁场的吸附，而未经磁性颗粒的样品不发生偏转而进入样品收集池200。

对于捕获效率不高的样品，先初期的捕获中仍会进入样品捕获池200，可以将样品捕获池200中的样液再次通过入口进行第二次捕获。为了避免便于更换样品捕获池而造成的样品污染，在样品捕获池与样品收集池之间的流路上设置分流器800，其分别与样品收集200和出口312连通，还包括第二分流出口830，用于收集经磁性颗粒标记的细胞。

本实施例提供的装置便于对经磁性颗粒标记的细胞进行捕获和富集，且均可采用实验室常见的器具实现自行组装，成本低廉，适合于一次性应用，使用方便，捕获速度快，也便于及时对捕获细胞进行后续的生物学实验操作。