一种细胞免疫磁珠分选系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于细胞分选领域，具体涉及一种细胞免疫磁珠分选系统。
【背景技术】
[0002] 磁珠富集或分离是一项上世纪末新兴的分子及细胞生物学技术，详见美国专利 US5411863和US5385707。该技术现已广泛应用于分子生物学的核酸提取、固相cDNA文库构 建、蛋白质和细胞的分选或富集。首先由生化技术手段在磁珠表面接合特异性配体或抗体。 工作原理是将上述表面接合配(抗)体的磁珠悬浮液与待选目标分子或者细胞溶液(悬液） 混合，通过配体-受体结合反应或者抗原-抗体反应，磁珠与目标分子或细胞紧密结合;通过 磁力捕获磁珠-目标复合体，可富集或纯化目标分子或者细胞。磁珠富集或者分选相对于其 他的分离手段如离心，层析等传统的操作，具有分离速度快、量化程度高、成本低、样品无需 有害或有毒化学试剂处理等优点。
[0003] 实际使用中，根据磁珠微粒的大小可分为微米级和纳米级磁珠;根据磁珠的材料 可分为永磁材料或为顺磁材料。而磁珠分离的效率实际上受制于产生捕捉磁力的分离磁 场。大部分的常规分离磁场往往设计随意，未进行精确的磁力计算和磁场布置设计，磁珠在 这样的磁场中，不同位置受到的磁场强度往往难以进行精确地控制，靠磁铁近的磁珠长时 间暴露在高强度磁场中，磁珠发生不可逆性聚集，丧失磁性，甚至失去重悬浮能力等;距磁 铁远的磁珠所受的磁场作用力微弱，沉降缓慢，需要分离的目标细胞或者分子损失量大。
[0004] 磁珠在磁场中沿吸附力移动的速度受磁珠表面积，溶液的阻滞系数及磁场磁场强 度梯度差影响，在磁珠表面积和溶液阻滞系数固定的情况下，增加磁场强度梯度差，而不是 简单地增加磁场强度，不仅可提高磁珠的吸附力，还能避免磁珠吸附过于集中。
[0005] 目前普遍使用的磁力分选装置或分选器等大多并未针对磁珠分选的特性进行设 计，分选的重复率不高，分选效果亦不理想。磁珠分选按照操作形式可以分为静态分选和流 式分选两种。
[0006] CN 201220420020.0中，静态分选装置因受分选液容器的容量、形状等限制，对分 选磁场产生装置的体积、形状有特定要求。同时，对于分选样品量大，且分选效率要求高的 情况，难以满足需求。
[0007] 流式分选因样品流经位于分选磁场中的管路实现动态分选，更适合于高通量分 选。但目前市场上的流式磁珠细胞分选(富集)仪器非常少。
[0008] EP 0842704A1公开了一种细胞磁珠分选的磁场产生装置，该装置由一对二极永磁 体组成，中间包含一个分选柱，分选柱中填充硅胶质形成微孔，细胞分选液流经分选柱进行 细胞分选，分选柱通过手动移出磁场的方式脱离磁场进行重悬浮。该装置由于本身微孔的 设计的特点，液体流过的速度受到极大限制，细胞分选后洗涤纯化效率、分选效果不理想， 且不适用于高通量分选。
[0009] US 20120077267A1公开了一种流过式细胞分选装置，该装置所用磁场由多个串联 式单个磁铁构成，附着有目的细胞的磁珠会吸附在靠近磁铁的一侧管壁。该装置中磁珠近 距离靠近磁场，磁珠易发生上述已经阐明的不可逆性聚集现象，从而形成大量的磁珠聚集 团，磁珠失去重新悬浮的能力。
[0010] US 20120034624A1公开了一种震荡式免疫分析仪，该分析仪设计有一种磁珠捕获 磁场，该磁场有平行排列的多个条形磁铁构成，每个磁铁的磁极方向相同。该磁场仅仅用于 捕获磁珠结合的样品，不能对捕获效率做任何保证。上述装置由于磁场本身设计局限，无法 对细胞分选的速度和效率作有效保证。
【发明内容】
[0011] 本发明第一方面提供一种用于细胞免疫磁珠分选的装置，所述装置包括：
[0012] 驱动单元，用于驱动流体在管道中流动，所述驱动单元具有第一接口和第二接口， 与分别用于混合样品和磁珠的混合容器的第一接口和第二接口连通；
[0013] 磁力分选单元，用于产生磁力以分选出与磁珠结合的细胞;和
[0014] 控制开关，包括：
[0015] 第一控制开关，用于控制容纳缓冲液的容器与所述驱动单元的第一接口之间的连 通；
[0016] 第二控制开关，用于控制容纳磁珠的容器与所述驱动单元的第一接口之间的连 通；
[0017] 第三控制开关，用于控制容纳样品的容器与所述驱动单元的第一接口之间的连 通；
[0018] 第五控制开关，用于控制混合容器第一接口与所述驱动单元的第一接口之间的连 通；
[0019] 第六控制开关，用于控制混合容器第二接口与所述驱动单元的第二接口之间的连 通;和
[0020] 第七控制开关，用于控制所述驱动单元的第二接口与收集容器之间的连通。
[0021 ]在某些实施方案中，所述用于细胞免疫磁珠分选的装置还包括：
[0022] 第八控制开关，用于控制流经第七控制开关的流体进出用于收集未结合磁珠的细 胞样品的容器;和
[0023] 第九控制开关，用于控制流经第七控制开关的流体进出用于收集目标细胞样品的 容器。
[0024] 在某些实施方案中，所述用于细胞免疫磁珠分选的装置还包括：
[0025] 第四控制开关，用于控制容纳磁珠分离试剂的容器与所述驱动单元的第一接口之 间的连通;和/或
[0026] 第十控制开关，用于控制流经第七控制开关的流体进出用于收集废液的容器。
[0027] 在某些实施方式中，所述用于细胞免疫磁珠分选的装置还包括:温度模块，用于控 制混合容器内的温度。
[0028] 在某些实施方式中，所述用于细胞免疫磁珠分选的装置还包括控制单元，用于控 制所述装置按预先设定的方案运行。
[0029] 在某些实施方案中，所述控制单元包括显示器，用于控制所述装置按预先设定的 方案运行并实时显示所述装置的运行状态。
[0030] 在某些实施方案中，所述驱动单元为双向蠕动栗。
[0031] 在某些实施方案中，所述磁力分选单元包括磁力发生单元。
[0032] 在某些实施方案中，所述磁力发生单元为永磁磁铁。
[0033] 在某些实施方案中，所述用于细胞免疫磁珠分选的装置包括步进电机，所述磁力 发生单元通过固定装置与步进电机的联动杆连接。
[0034]在某些实施方案中，所述磁力分选单元包括两个分开的磁力发生单元。
[0035]在某些实施方案中，所述磁力分选单元包括磁力噪音消除装置，用于使磁力在管 道周围均匀分布。
[0036] 在某些实施方案中，所述控制开关为夹管阀。
[0037] 在某些实施方案中，所述驱动单元、磁力分选单元、控制开关、温度模块、控制单元 和步进电机集成于所述装置的机箱上。
[0038] 本发明第二方面提供一种细胞免疫磁珠分选装置，所述装置包括：
[0039] (1)样品供应单元；
[0040] (2)样品处理单元；
[00411 (3)磁力分选单元；
[0042] (4)样品收集单元；
[0043] (5)驱动单元，用于驱动流体在所述管道中流动；
[0044] (6)连通所述样品供应单元、样品处理单元、驱动单元、样品收集单元的管道;和
[0045] (7)控制所述样品供应单元、样品处理单元、驱动单元和样品收集单元之间的连通 的控制开关；
[0046] 其中，所述样品供应单元包括用于容纳缓冲液的容器，用于容纳磁珠的容器，和用 于容纳细胞样品的容器；
[0047] 所述样品处理单元包括混合容器，用于混合细胞样品和磁珠；
[0048]所述磁力分选单元位于所述样品处理单元和样品收集单元之间，包括位于管道四 周、用于提供分选的磁力的磁力发生单元；
[0049] 所述样品收集单元包括至少两个容器，其中一个容器用于收集未结合磁珠的非目 标细胞，另一容器用于收集目标细胞。
[0050] 在某些实施方式中，所述分选装置还包括：
[0051] (8)控制单元，用于控制所述分选装置按预先设定的方案运行。
[0052]在某些实施方案中，所述控制单元包括显示器，用于控制所述分选装置按预先设 定的方案运行并实时显示所述分选装置的运行状态。
[0053]在某些实施方案中，所述目标细胞结合的磁珠已被切除或未被切除。
[0054]在某些实施方案中，所述分选装置还包括用于容纳磁珠分离试剂的容器和/或用 于收集废液的容器。
[0055] 在某些实施方案中，所述驱动单元具有分别与所述混合容器的第一接口和第二接 口连通的第一接口和第二接口。
[0056] 在某些实施方式中，所述混合容器的第一接口经由第一主管道与所述驱动单元的 第一接口连通，所述混合容器的第二接口经由第二主管道与所述驱动单元的第二接口连 通，所述样品收集单元经由第三主管道与第二主管道连通。
[0057] 在某些实施方案中，所述用于容纳缓冲液的容器、用于容纳磁珠的容器、用于容纳 细胞样品的容器和用于容纳磁珠分离试剂的容器各自通过第一分支管道、第二分支管道、 第三分支管道和第四分支管道与所述第一主管道连通。
[0058] 在某些实施方案中，所述用于收集未结合磁珠的非目标细胞的容器、用于收集目 标细胞的容器和用于收集废液的容器各自通过第八分支管道、第九分支管道和第十分支管 道与所述第三主管道连通。
[0059] 在某些实施方式中，所述控制开关包括：
[0060] 第一控制开关，用于控制容纳缓冲液的容器与所述驱动单元的第一接口之间的连 通；
[0061] 第二控制开关，用于控制容纳磁珠的容器与所述驱动单元的第一接口之间的连 通；
[0062]第三控制开关，用于控制容纳样品的容器与所述驱动单元的第一接口之间的连 通；
[0063] 第五控制开关，用于控制混合容器第一接口与所述驱动单元的第一接口之间的连 通；
[0064] 第六控制开关，用于控制混合容器第二接口与所述驱动单元的第二接口之间的连 通;和
[0065] 第七控制开关，用于