一种循环肿瘤细胞检测设备及其使用方法与流程

1.本发明涉及细胞检测领域，具体说是一种循环肿瘤细胞检测设备及其使用方法。


背景技术：

2.肿瘤的诊断，疗效评估和复发监控是肿瘤治疗的重要手段。液态活检通过非侵入性的取样方式获得肿瘤细胞及其分子信息，相对于传统肿瘤标志物检测、影像学检测和内窥镜检查在灵敏度和特异性上都有显著的优势。 循环肿瘤细胞（circulating tumor cells,ctcs）源自肿瘤原发灶或因诊疗操作由实体肿瘤或转移灶释放进入外周血循环的肿瘤细胞，外周血中ctcs数目极少，仅占外周血白血球的1/10
6-1/107，所以也称稀有肿瘤细胞。大部分ctc在进入外周血后发生凋亡或被吞噬，少量具有高活力和转移潜能的ctc可以在循环系统中存活，当遇到合适的器官、组织的基质环境时，就会发生肿瘤的转移，这是恶性肿瘤患者出现术后复发和远处转移的重要原因，也是导致肿瘤患者死亡的重要因素。 通过液态活检有效的检测循环肿瘤细胞为肿瘤诊断和治疗提供了重要的手段。
3.目前采用检测设备检测循环肿瘤细胞主要有以下方法：1. 过滤法（也称iset），其是依据细胞大小用8μm的滤网分离出ctc，缺点在于肿瘤细胞大小和血源细胞重叠而难以区分，假阴性高。2.免疫抗原抗体分选法，该方法针对ctc细胞膜表面的蛋白标志物（抗原）的免疫磁珠正向捕捉ctc，因ctc细胞膜表面蛋白（抗原）的表达是动态的，在表面蛋白（靶）不表达的情况下抗体捕获不到ctc，假阴性高。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本发明提供了一种可提高检测效率并可降低假阴性的循环肿瘤细胞检测设备。
5.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种循环肿瘤细胞检测设备，其包括检测架和由离心机离心分离后的数个样品试管，每个样品试管内装有包含肿瘤细胞的血清，所述检测架上设有样品室、耗材室和反应室，数个样品试管放置在所述样品室内，所述反应室内放置有数个细胞芯片，每个样品试管内的血清通过设置在所述检测架上的移液枪注入对应的细胞芯片上，再通过该移液枪将所述耗材室内的数种试剂按顺序滴注至对应的细胞芯片上使该细胞芯片上的肿瘤细胞进行染色及杂交反应；所述耗材室内设有固定液室、清洗液室、乙醇室、探针试剂室、染料试剂室和显示液室，血清注入细胞芯片后，所述移液枪依次将固定液室内的固定液、清洗液室内的清洗液、乙醇室内的乙醇、探针试剂室内的探针试剂和染料试剂室内的染料试剂滴注在该细胞芯片上以进行染色及杂交反应，反应完成后，再通过所述移液枪依次将清洗液室内的清洗液和显示液室内的显示液滴注在所述细胞芯片上以进行清洗和显示。
6.作为优选，所述耗材室内设有枪嘴室，该枪嘴室内放置有与所述移液枪匹配的数个枪嘴，所述移液枪每次吸液前，移动至所述枪嘴室自动更换新的枪嘴。
7.作为优选，所述检测架上设有废料处理室，所述移液枪完成移液后的枪嘴自动脱
落至所述废料处理室。
8.作为优选，所述废料处理室为由数个隔板围成的密闭空间，上侧的隔板开设有开口，脱落的枪嘴由该开口进入密闭空间。
9.作为优选，所述检测架上设有位于所述样品室、固定液室、清洗液室、乙醇室、探针试剂室、染料试剂室、显示液室、枪嘴室、反应室和废料处理室上方的导轨，该导轨上设有自动导引小车，该自动导引小车带动安装在其上的所述移液枪沿所述导轨移动。
10.作为优选，所述反应室为恒温密闭仓，该恒温密闭仓上设有自动仓门，当所述自动导引小车移动至自动仓门处时，该自动仓门自动开启，所述自动导引小车沿所述导轨带动移液枪进入所述恒温密闭仓内，该移液枪将对应的试剂滴注在该恒温密闭仓内对应的细胞芯片上。
11.作为优选，所述恒温密闭仓通过台板分隔成上下两室，在该台板上侧位于上室内设置有注液台，数个细胞芯片设置在该注液台上，在该台板下侧位于下室内设有可对上室进行加热保温的加温模块。
12.作为优选，所述样品室内设置有试管架，数个样品试管插在该试管架上。
13.本发明还提供一种循环肿瘤细胞检测设备的使用方法，其包含以下步骤：（1）将离心分离后的样品试管置于样品室，移液枪移动到枪嘴室自动安装枪嘴，然后移动到样品室吸取样品试管内的血清并移动到反应室，再将血清注入反应室内的细胞芯片上，接着移液枪移动至废料处理室，枪嘴自动脱落到废料处理室内；（2）移液枪移动到枪嘴室安装新的枪嘴，然后移动到固定液室吸取固定液并移动到反应室，再将固定液滴注至反应室内的细胞芯片上，接着移液枪移动至废料处理室，枪嘴自动脱落到废料处理室；然后移液枪移回反应室，待细胞芯片孵育一段时间后，通过该移液枪吹出气体以吹干该细胞芯片；（3）移液枪移动到枪嘴室安装新的枪嘴，然后移动到清洗室吸取清洗液并移动至反应室，该移液枪先向细胞芯片滴注一部分清洗液，待一段时间后再滴注另一部分清洗液；接着移液枪移动至废料处理室，枪嘴自动脱落到废料处理室内；（4）移液枪移动到枪嘴室安装新的枪嘴，然后移动到乙醇室吸取乙醇并移动到反应室，该移液枪先向细胞芯片滴注一部分乙醇，待一段时间后再滴注另一部分乙醇；接着移液枪移动至废料处理室，枪嘴自动脱落到废料处理室，然后移液枪移回反应室，待细胞芯片孵育一段时间后，通过该移液枪吹出气体以吹干该细胞芯片；（5）移液枪移动到枪嘴室安装新的枪嘴，然后移动到探针试剂室吸取探针试剂并移动到反应室，再将探针试剂滴注至反应室内的细胞芯片上，接着移液枪移动至废料处理室，枪嘴自动脱落到废料处理室；（6）移液枪移动到枪嘴室安装新的枪嘴，然后移动到染料试剂室吸取染色剂并移动到反应室，再将染色剂滴注至反应室内的细胞芯片上，接着移液枪移动至废料处理室，枪嘴自动脱落到废料处理室；（7）在反应室通过加温模块升温到一定温度后保持一段时间，再降温后保温一段时间以进行染色及杂交反应。
14.作为优选，上述染色及杂交反应完后，将移液枪移动到枪嘴室安装新的枪嘴，然后移动到清洗室吸取清洗液并移动到反应室，该移液枪先向细胞芯片滴注一部分清洗液，待
一段时间后再滴注另一部分清洗液；接着移液枪移动至废料处理室，枪嘴自动脱落到废料处理室内，然后移液枪移回反应室，并通过该移液枪吹出气体以吹干细胞芯片；接着移液枪移动到枪嘴室安装新的枪嘴，然后移动到显示液室吸取显示液并移动到反应室，再将显示液滴注至反应室内的细胞芯片上，接着移液枪移动至废料处理室，枪嘴自动脱落到废料处理室；最后取出反应室内的细胞芯片并封片，然后通过扫描仪进行扫描和影像分析。
15.从以上技术方案可知，本发明的检测架上设有样品室、耗材室、反应室和废料处理等，并通过移液枪对反应室内的数个细胞芯片自动滴注试剂以进行染色及杂交反应，从而整合了染色、杂交及推片等工序，可配合离心工序形成全流程循环肿瘤细胞全自动检测，不仅大大提高了检测效率，而且通过染色体探针/免疫染色鉴别法，可以精准有效的捕获和鉴别循环肿瘤细胞，降低假阴性及极大地提升了检测敏感度。
附图说明
16.图1是本发明检测设备的俯视结构示意图。
17.图2是本发明检测设备的正向结构示意图。
具体实施方式
18.下面结合图1和图2详细介绍本发明，在此本发明的示意性实施例及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
19.如图1、图2，本发明提供了一种循环肿瘤细胞检测设备，其包括检测架1和由离心机离心分离后的数个样品试管2，每个样品试管内装有包含肿瘤细胞的血清，所述检测架上设有样品室3、耗材室4和反应室5，数个样品试管放置在所述样品室内，所述反应室内放置有数个细胞芯片6，每个样品试管内的血清通过设置在所述检测架上的移液枪7注入对应的细胞芯片上，再通过该移液枪将所述耗材室内的数种试剂按顺序滴注至对应的细胞芯片上使该细胞芯片上的肿瘤细胞进行染色及杂交反应，从而精准有效的捕获和鉴别循环肿瘤细胞，降低假阴性。在实施过程中，所述耗材室4内设有枪嘴室41和试剂耗材室等，该枪嘴室内放置有与所述移液枪匹配的数个枪嘴71，所述移液枪每次吸液前，移动至所述枪嘴室自动更换新的枪嘴，不仅保证了滴注试剂的清洁、卫生，避免交叉污染，提高了检测精度；而且实现了自动化，提高了检测效率。本发明的所述检测架上还设有废料处理室8，所述移液枪完成移液后的枪嘴自动脱落至所述废料处理室，从而可从废料处理室集中收集处理使用过的枪嘴，进一步提高检测设备的卫生环境。
20.具体来说，所述耗材室4如试剂耗材室内设有固定液室42、清洗液室43、乙醇室44、探针试剂室45、染料试剂室46和显示液室47等，固定液室、清洗液室、乙醇室、探针试剂室、染料试剂室和显示液室可采用各种试剂瓶。样品试管内的血清注入细胞芯片后，所述移液枪依次将固定液室内的固定液、清洗液室内的清洗液、乙醇室内的乙醇、探针试剂室内的探针试剂和染料试剂室内的染料试剂滴注在该细胞芯片上以进行染色及杂交反应；反应完成后，再通过所述移液枪依次将清洗液室内的清洗液和显示液室内的显示液滴注在所述细胞芯片上以进行清洗和显示，从而可通过扫描仪进行扫描和影像分析。本发明整合了染色、杂交及推片等工序，可配合离心工序形成全流程循环肿瘤细胞全自动检测，大大提高了检测效率；且整个检测设备结构紧凑、体积较小、操作简单、成本较低。
21.作为优选，所述检测架上设有位于所述样品室、固定液室、清洗液室、乙醇室、探针试剂室、染料试剂室、显示液室、枪嘴室、反应室和废料处理室上方的导轨72，该导轨上设有自动导引小车73，该自动导引小车带动安装在其上的所述移液枪沿所述导轨移动。其中自动导引小车内置控制程序，通过程序设计使自动导引小车按照指定的路径、时间完成相应的操作。所述移液枪包括枪体和枪嘴，按照软件程序，枪体通过自动伸缩带动枪嘴自动吸取和滴注试剂，枪嘴的自动脱落和安装过程采用现有技术；且枪体连接气源，按照设计的程序可自动、及时喷射干燥气体。
22.本发明的所述反应室为恒温密闭仓，该恒温密闭仓上设有自动仓门51，当所述自动导引小车移动至自动仓门处时，该自动仓门自动开启，所述自动导引小车沿所述导轨带动移液枪进入所述恒温密闭仓内，该移液枪将对应的试剂滴注在该恒温密闭仓内对应的细胞芯片上，不仅实现了移液枪自动滴注试剂，而且自动仓门可封闭反应室，以实现快速加热保温，提高杂交、染色的效果。作为优选，所述恒温密闭仓通过台板52分隔成上下两室，在该台板上侧位于上室53内设置有注液台54，数个细胞芯片可同时放置在该注液台上，以提高效率；在该台板下侧位于下室55内设有可对上室进行加热保温的加温模块56，其中加温模块可采用设置在台板下侧的温控器和加热丝以及设置在上室的温度传感器，从而实现反应室内温度的精确控制。
23.本发明的所述样品室内设置有试管架31，数个样品试管插在该试管架上，更有利于放置多个样品试管，可保证样品试管更加稳固，方便移液枪吸取样品血清。作为优选，所述废料处理室为由数个隔板81围成的密闭空间，上侧的隔板开设有开口82，脱落的枪嘴由该开口进入密闭空间，从而方便收集使用过的枪嘴。本发明通过自动导引小车、移液枪并配合多个腔室实现了肿瘤细胞的全自动检测，大大提高了检测效率。
24.本发明还提供一种循环肿瘤细胞检测设备的使用方法，其中反应室可放置芯片8片或12片等，固定液室的固定液3ml （3ml 50μl x 5个反应腔/测试片 x 12块测试片），清洗液12ml，乙醇6ml，探针试剂600μl，染色剂60μl，显示液600μl，枪嘴600-660个，具体步骤是：首先将离心分离后的多个样品试管置于样品室的试管架上，移液枪移动到枪嘴室自动安装枪嘴，然后移动到样品室吸取样品试管内的血清50μl并移动到反应室，再将血清注入反应室内的细胞芯片上，接着移液枪移动至废料处理室，枪嘴自动脱落到废料处理室内。移液枪移动到枪嘴室安装新的枪嘴，然后移动到固定液室吸取固定液50μl，并移动到反应室，再将固定液滴注至反应室内的细胞芯片上，接着移液枪移动至废料处理室，枪嘴自动脱落到废料处理室；然后移液枪移回反应室，待细胞芯片孵育10min后，通过该移液枪吹出气体10min以吹干该细胞芯片。
25.接着，移液枪移动到枪嘴室安装新的枪嘴，然后移动到清洗室吸取清洗液100μl并移动至反应室，该移液枪先向细胞芯片滴注50μl清洗液，待一5min后再滴注50μl清洗液；接着移液枪移动至废料处理室，枪嘴自动脱落到废料处理室内；移液枪移动到枪嘴室安装新的枪嘴，然后移动到乙醇室吸取乙醇100μl并移动到反应室，该移液枪先向细胞芯片滴注50μl乙醇，待5min后再滴注50μl乙醇；接着移液枪移动至废料处理室，枪嘴自动脱落到废料处理室，然后移液枪移回反应室，待细胞芯片孵育2min后，通过该移液枪吹出气体以吹干该细胞芯片。
26.移液枪移动到枪嘴室安装新的枪嘴，然后移动到探针试剂室吸取探针试剂10μl并
移动到反应室，再将探针试剂滴注至反应室内的细胞芯片上，接着移液枪移动至废料处理室，枪嘴自动脱落到废料处理室；接着移液枪移动到枪嘴室安装新的枪嘴，然后移动到染料试剂室吸取染色剂1μl并移动到反应室，再将染色剂滴注至反应室内的细胞芯片上，接着移液枪移动至废料处理室，枪嘴自动脱落到废料处理室；然后通过加温模块将反应室升温到85℃并保持10min，再降温至37℃并保温2h，从而进行染色及杂交反应。
27.染色及杂交反应完成后，将移液枪移动到枪嘴室安装新的枪嘴，然后移动到清洗室吸取清洗液100μl并移动到反应室，该移液枪先向细胞芯片滴注50μl清洗液，稍后再滴注50μl清洗液；接着移液枪移动至废料处理室，枪嘴自动脱落到废料处理室内，然后移液枪移回反应室，并通过该移液枪吹出气体10min以吹干细胞芯片；移液枪移动到枪嘴室安装新的枪嘴，然后移动到显示液室吸取显示液10μl并移动到反应室，再将显示液滴注至反应室内的细胞芯片上，接着移液枪移动至废料处理室，枪嘴自动脱落到废料处理室；最后取出反应室内的细胞芯片并封片，然后通过扫描仪进行扫描和影像分析，从而实现对于实体癌循环肿瘤细胞的检测。
28.由上可知，本发明采用同步免疫荧光染色及原位杂交等技术，极大的提升了循环肿瘤细胞检测的捕捉率与细胞鉴别精确率，大大降低了假阴性。且本发明可以一次性枪嘴提取白膜层、添加磁珠，置倾角、摇晃混匀模块自动混匀，移动到强磁模块，由一次性枪嘴提取没磁珠的液体，清洗细胞，由一次性枪嘴进行抗体、探针试剂和相关洗液的传输转移，从而完成染色及杂交步骤；将玻片封片，移至自动扫描仪，扫描玻片，人工智能分析图像鉴别ctc。每天标本通量可达到48例，大大提高了检测效率。