專利名稱：一種全自動(dòng)細(xì)胞處理裝置及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，特別涉及一種全自動(dòng)細(xì)胞處理裝置及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
為了救治危重病人，臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域經(jīng)常需要做細(xì)胞、組織或器官的移植，如輸血、角膜移植、腎臟移植等。而移植之前，往往需要對(duì)其進(jìn)行低溫保存，特別是長(zhǎng)期低溫冷凍保存。細(xì)胞低溫保存前，需加入低溫保護(hù)劑，以盡量減少低溫?fù)p傷；而臨床使用前，復(fù)溫融解后的細(xì)胞，必須經(jīng)過洗滌，去除其中的低溫保護(hù)劑，以免對(duì)病人產(chǎn)生毒副作用。 傳統(tǒng)的去除低溫保護(hù)劑方法為離心法，近年來，人們又發(fā)展出了透析法。離心法去除低溫保護(hù)劑的主要過程如下(I)配置不同滲透壓的高滲鹽水溶液；
(2)將這些高滲鹽水溶液一步或多步加到含低溫保護(hù)劑的細(xì)胞懸浮液中，由于細(xì)胞膜兩側(cè)的滲透壓的差別，將細(xì)胞內(nèi)的低溫保護(hù)劑逐步置換出來；(3)通過離心使溶液分層，將含有低溫保護(hù)劑的上清液取走。透析法去除低溫保護(hù)劑的主要步驟(I)讓含有低溫保護(hù)劑的細(xì)胞懸浮液由上而下地流過透析器的中空纖維膜管；(2)清洗液(不含低溫保護(hù)劑)按照相反方流過透析器內(nèi)中空纖維管外的空間，由于纖維管壁內(nèi)外低溫保護(hù)劑的濃度差(內(nèi)高外低)，低溫保護(hù)劑就會(huì)不斷地?cái)U(kuò)散到膜外，并隨著清洗液不斷地流到廢液袋中，從而達(dá)到洗滌細(xì)胞的目的。然而上述兩種去除低溫保護(hù)劑的方法都存在一些不足之處離心法去除低溫保護(hù)劑過程操作比較復(fù)雜，耗時(shí)費(fèi)力。由于需要機(jī)械離心，對(duì)細(xì)胞的損傷比較大；而且整個(gè)洗滌過程在開放環(huán)境中進(jìn)行，容易引發(fā)污染或細(xì)菌感染；整個(gè)過程需要手工操作，耗費(fèi)人力。透析法可保證整個(gè)洗滌過程在一個(gè)密閉的環(huán)境中進(jìn)行，但是要消耗較多清洗液，效率較低；此外，由于透析法需要用到透析器或血漿分離器，無法處理少量樣品。無論對(duì)于透析器或者血漿分離器，其內(nèi)部都是由大量中空纖維構(gòu)成。由于各個(gè)纖維之間的間隔不均勻和不一致，透析器或者血漿分離器具有分配不均的透析液流。停滯流的面積和展開分流的面積劇烈地降低了透析液一側(cè)的物質(zhì)轉(zhuǎn)移效率。各個(gè)纖維之間的間隔通常很小，因此擴(kuò)散就是纖維內(nèi)部空間中物質(zhì)轉(zhuǎn)移的重要機(jī)理。由于中空纖維透析器的固有物理特性，擴(kuò)散的改進(jìn)以及由此而來的透析液利用率的改進(jìn)都是有限的。此外，整個(gè)洗滌過程需要消耗大量的清洗液。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足之處，本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種全自動(dòng)細(xì)胞處理裝置，用于去除低溫保護(hù)劑或其他有害物質(zhì)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種全自動(dòng)細(xì)胞處理裝置在生物醫(yī)學(xué)或臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種全自動(dòng)細(xì)胞處理裝置，其包括第一通路和第二通路；第一通路，包括第一封閉容器、第二封閉容器、開關(guān)裝置、流量控制裝置，所述第一封閉容器和第二封閉容器之間通過導(dǎo)管依次與開關(guān)裝置、流量控制裝置連成單向通路；第二通路，包括第二封閉容器、三個(gè)端口的超濾器、第三封閉容器、開關(guān)裝置、流量控制裝置，其中，第二封閉容器通過導(dǎo)管與超濾器的兩個(gè)端口組成閉合回路，第二封閉容器與超濾器的兩個(gè)端口之間分別串聯(lián)有開關(guān)裝置、流量控制裝置；所述超濾器的第三個(gè)端口經(jīng)導(dǎo)管與第三封閉容器連成單向通路，超濾器與第三封閉容器之間依次連接有開關(guān)裝置、流量控制裝置。 優(yōu)選地，所述開關(guān)裝置為電子閥門，所述流量控制裝置為蠕動(dòng)泵。進(jìn)一步地，所述全自動(dòng)細(xì)胞處理裝置還包括三通，所述三通連接第一通路和第二通路；所述第一封閉容器依次與第一電子閥門、三通、第二電子閥門、第一蠕動(dòng)泵、第二封閉容器連成單向通路。進(jìn)一步地，所述全自動(dòng)細(xì)胞處理裝置還包括氣泡收集器；所述第二封閉容器通過導(dǎo)管依次與第一蠕動(dòng)泵、第二電子閥門、三通、第三電子閥門、超濾器、第二蠕動(dòng)泵、氣泡收集器、第四電子閥門組成閉合回路。進(jìn)一步地，所述全自動(dòng)細(xì)胞處理裝置還包括激光折射濃度計(jì)；所述超濾器的第三個(gè)端口經(jīng)導(dǎo)管依次與第五電子閥門、第三蠕動(dòng)泵、第三封閉容器連成單向通路；所述激光折射濃度計(jì)夾持于第三蠕動(dòng)泵和第三封閉容器之間的導(dǎo)管上。進(jìn)一步地，所述全自動(dòng)細(xì)胞處理裝置還包括可稱量裝置；所述第二封閉容器和第三封閉容器分別放置于可稱量裝置上。激光折射濃度計(jì)用于非入侵、實(shí)時(shí)在線測(cè)定細(xì)胞外溶液中低溫保護(hù)劑的濃度。如，根據(jù)《全血及成分血質(zhì)量要求(GB18469-2012)》，使用甘油作為低溫保護(hù)劑凍存的紅細(xì)胞，經(jīng)洗滌后要求細(xì)胞外溶液中殘余甘油含量低于10g/L，游離血紅蛋白含量低于lg/L。因此，通過使用折射濃度計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)甘油濃度和游離血紅蛋白濃度，可確保洗滌后的產(chǎn)品符合臨床用血的標(biāo)準(zhǔn)。電子閥門可選美國 Cole-Parmer 公司的 Two-way normally closed 1/1612VDC電磁電動(dòng)閥。蠕動(dòng)泵可選河北保定蘭格恒流泵有限公司的BT100-2J或BQ50-1J型號(hào)。三通可選用德國貝朗醫(yī)用三通409511CN，或江蘇正康醫(yī)療器械有限公司的一次性醫(yī)用三通閥，或天津塑料研究所的三連通等。本發(fā)明所用醫(yī)用三通是跟管路一體化做成耗材，可委托具有生產(chǎn)資質(zhì)的廠家生產(chǎn)(拿到SFDA的批號(hào))。醫(yī)用耗材管路中用于連接的三通一般沒有單獨(dú)的型號(hào)。其中，所述超濾器是由多個(gè)超濾單元疊加而成的微流控芯片超濾器。所述微流控芯片超濾器的超濾單元上設(shè)有貫通超濾單元的三個(gè)端口，所述超濾單元是由微流體通道上層和微流體通道下層對(duì)接封裝而成；所述微流體通道上層的內(nèi)表面設(shè)有多條平行的微通道和I條與微通道垂直的匯流通道，所述微通道的一端連通至匯流通道，所述匯流通道與超濾器的一個(gè)端口相通；
所述微流體通道下層的內(nèi)表面設(shè)有多條平行的微通道，所述微通道的兩端分別設(shè)有與微通道貫通并垂直設(shè)置的匯流通道，所述兩條匯流通道分別與超濾器的兩個(gè)端口相通；所述微流體通道上層的微通道與微流體通道下層的微通道垂直設(shè)置，兩者縱橫交錯(cuò)，形成微流體微通道網(wǎng)絡(luò)。所述超濾單元微流體通道的材料選自聚二甲基硅氧烷或聚酰亞胺或聚甲基丙烯酸甲脂或聚對(duì)二甲苯或聚四氟乙烯中的一種或幾種。優(yōu)選地，所述微流體通道上層的微通道和匯流通道優(yōu)選為矩形或半圓形微通道；更優(yōu)選地，所述矩形微通道寬O. 2 2 μ m,深O. 2 2 μ m,長(zhǎng)l 20cm ;所述半圓形通道,直徑為O. 2^2um,長(zhǎng)度為l 20cm ;所述矩形匯流通道寬O. 2 2mm,深O. 2 2mm,長(zhǎng)I 50cm ;所述半圓形匯流通道直徑為O. 2 2mm,長(zhǎng)度為I 50cm。優(yōu)選地，所述微流體通道下層的微通道和匯流通道優(yōu)選為矩形或半圓形微通道； 更優(yōu)選地，所述矩形微通道寬10 1000 μ m,深10 1000 μ m,長(zhǎng)I 50cm ;所述半圓形通道，直徑為10 IOOOum,長(zhǎng)度為I 50cm ;所述矩形匯流通道寬O. I 2mm,深O. I 2mm,長(zhǎng)I 20cm ；所述半圓形匯流通道直徑為O. I 2mm,長(zhǎng)度為I 20cm。更優(yōu)選地，所述微流體通道上層的微通道和匯流通道優(yōu)選為矩形或半圓形微通道；所述矩形微通道寬I μ m，深I(lǐng) μ m，長(zhǎng)4cm ;所述半圓形通道，直徑為lum，所述通道長(zhǎng)度為4cm ;所述矩形匯流通道寬Imm,深I(lǐng)mm,長(zhǎng)8cm ;所述半圓形匯流通道直徑為Imm,長(zhǎng)度為8cm。更優(yōu)選地，所述微流體通道下層的微通道和匯流通道優(yōu)選為矩形或半圓形微通道；所述矩形微通道寬15 μ m,深15 μ m,長(zhǎng)8cm ;所述半圓形通道,直徑為15um,長(zhǎng)度為8cm ；所述矩形匯流通道寬Imm,深I(lǐng)mm,長(zhǎng)4cm ;所述半圓形匯流通道直徑為Imm,長(zhǎng)度為4cm。進(jìn)一步地，本發(fā)明提供了基于微流控芯片的全自動(dòng)細(xì)胞處理裝置在生物醫(yī)學(xué)或臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。所述應(yīng)用主要為臨床輸血中的細(xì)胞純化、濃縮或稀釋。本發(fā)明的有益效果為I)細(xì)胞處理過程完全自動(dòng)控制，無需專人值守；整套管路是封閉系統(tǒng)，無污染。2)管路中串有氣泡收集器，無需專門的預(yù)填充過程，系統(tǒng)可自動(dòng)消除管路中的氣體。3)基于超濾實(shí)現(xiàn)低溫保護(hù)劑的添加或去除，或血漿分離，相對(duì)于透析法而言，效率更高，所用清洗液更少。4)本發(fā)明所述細(xì)胞處理裝置可處理的樣品的體積為幾毫升 幾百毫升。本發(fā)明所述微流控芯片超濾器由相對(duì)獨(dú)立的超濾單元疊加封裝而成，且超濾單元具有不同尺寸規(guī)格，因此整個(gè)超濾器既可處理極少量樣品，如幾毫升，又可處理較大體積樣品，如幾百毫升。6 )超濾量和超濾流速精確可控。7)由于使用微電腦采液控制器對(duì)細(xì)胞懸浮液袋進(jìn)行搖擺和稱重，既可強(qiáng)化細(xì)胞懸浮液與另外一種溶液的混勻效率，又可精確控制混合的溶液質(zhì)量比例。8)所述全自動(dòng)細(xì)胞處理裝置體積小、成本低、操作方便、適于推廣。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例提供的全自動(dòng)細(xì)胞處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的微流控芯片超濾器的超濾單元的微流體通道上層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的微流控芯片超濾器的超濾單元的微流體通道下層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的微流控芯片超濾器的超濾單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的微流控芯片超濾器的超濾單元的A-A橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的微流控芯片超濾器的超濾單元的B-B橫截面的結(jié)構(gòu)示 意圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的微流控芯片超濾器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)示如下第一封閉容器-I,第一電子閥門-2,三通-3,第二電子閥門-4,第一螺動(dòng)泵-5,第二封閉容器-6，微電腦采液控制器-7，第四電子閥門-8，氣泡收集器-9，第二蠕動(dòng)泵29，超濾器-10，第三電子閥門-11，第五電子閥門-12，第三蠕動(dòng)泵-13，第三封閉容器-14，電子秤-15，超濾單元的三個(gè)端口 -16、17、18，超濾單元-19，微流體通道上層20，微流體通道下層21，微流體通道上層的內(nèi)表層上的微通道-22，微流體通道上層的內(nèi)表層上的匯流通道-23，微流體通道下層的內(nèi)表層上的微通道-24，微流體通道下層的內(nèi)表層上的微通道-25、26，微流控芯片超濾器-27，激光折射濃度計(jì)-28，第二蠕動(dòng)泵-29。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所得到的所有實(shí)施例都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。在一優(yōu)選實(shí)施例中，如圖I所不,一種全自動(dòng)細(xì)胞處理裝置其包括第一通路和第_■通路；第一通路，包括第一封閉容器I、第二封閉容器6、2個(gè)電子閥門、I個(gè)蠕動(dòng)泵，所述第一封閉容器I通過導(dǎo)管依次與第一電子閥門2、三通3、第二電子閥門4、第一蠕動(dòng)泵5、第二封閉容器6連成單向通路；第二通路，包括第二封閉容器6、三個(gè)端口的超濾器10、第三封閉容器14、4個(gè)電子閥門、3個(gè)蠕動(dòng)泵，所述第二封閉容器6通過導(dǎo)管依次與第一蠕動(dòng)泵5、第二電子閥門4、三通3、第三電子閥門11、超濾器10、第二蠕動(dòng)泵29、氣泡收集器9、第四電子閥門8組成閉合回路；所述超濾器10的第三個(gè)端口經(jīng)導(dǎo)管依次與第五電子閥門12、第三蠕動(dòng)泵13、第三封閉容器14連成單向通路；所述激光折射濃度計(jì)28位于第三蠕動(dòng)泵13和第三封閉容器14之間的導(dǎo)管上；所述第二封閉容器6放置于微電腦采液控制器7上；所述第三封閉容器14放置于電子秤15上。
使用微電腦采液控制器7對(duì)細(xì)胞懸浮液袋6中的細(xì)胞懸浮液和新進(jìn)入的溶液進(jìn)行混勻和稱重，使用電子秤15對(duì)輸液袋14中的溶液進(jìn)行稱重。在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述第一封閉容器和第三封閉容器為輸液袋I和14,所述第二封閉容器為細(xì)胞懸浮液袋6。在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述超濾器10是由多個(gè)超濾單元19 (圖4)疊加而成的微流控芯片超濾器27 (圖7)。所述微流控芯片超濾器27的超濾單元19上設(shè)有貫通超濾單元的三個(gè)端口 16、17、18，所述超濾單元19是由微流體通道上層20 (圖2)和微流體通道下層21 (圖3)對(duì)接封裝而成；如圖2所示，所述微流體通道上層20的內(nèi)表面設(shè)有多條平行的微通道22和I條 與微通道垂直的匯流通道23，所述微通道22的一端連通至匯流通道23，所述匯流通道23與超濾器10的一個(gè)端口 18相通；如圖3所示，所述微流體通道下層21的內(nèi)表面設(shè)有多條平行的微通道24，所述微通道24的兩端分別設(shè)有與微通道24貫通并垂直設(shè)置的匯流通道25、26，所述兩條匯流通道25,26分別與超濾器10的兩個(gè)端口 16、17相通；具體的，所述匯流通道25與超濾器10的端口 16連通(圖3)，所述匯流通道26與超濾器10的端口 17連通(圖3)。所述微流體通道上層的微通道22與微流體通道下層的微通道24垂直設(shè)置，兩者縱橫交錯(cuò)，形成微流體微通道網(wǎng)絡(luò)。所述超濾單元微流體通道的材料為聚二甲基硅氧烷。在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述微流體通道上層20的內(nèi)表面加工有一簇平行的微通道22 (圖2)，所述微通道為矩形通道，寬I μ m，深I(lǐng) μ m，長(zhǎng)4cm。所述微通道22的一端連通至匯流通道23 (圖2)，所述匯流通道23為矩形通道，寬Imm,深I(lǐng)mm,長(zhǎng)8cm。所述匯流通道23與超濾器10的端口 18(圖2)相連通。 所述微流體通道下層21的內(nèi)表面加工有一簇平行的微通道24 (圖3)，所述微通道為矩形通道，寬15 μ m,深15 μ m,長(zhǎng)8cm。所述微通道24的一端連通至匯流通道25 (圖3),另一端連通至匯流通道26 (圖3)，所述匯流通道25和26均為矩形通道，寬1mm，深1mm，長(zhǎng)4cm。所述匯流通道25與超濾器10的端口 16連通(圖3)，所述匯流通道26與超濾器10的端口 17連通(圖3)。細(xì)胞懸浮液或全血在微通道24中流動(dòng)，而血漿或低溫保護(hù)劑溶液可通過微通道22超濾至端口 18。在一具體實(shí)施例中，基于微流控芯片的全自動(dòng)細(xì)胞處理裝置的工作過程如下關(guān)閉第三電子閥門11、第四電子閥門8、和第五電子閥門12，關(guān)閉第二蠕動(dòng)泵29和第三蠕動(dòng)泵13，同時(shí)打開第一電子閥門2和第二電子閥門4，通過第一蠕動(dòng)泵5可控制輸液袋I中的溶液進(jìn)入細(xì)胞懸浮液袋6中的流速，通常設(shè)置在20-400ml/min ;通過微電腦采液控制器7可控制輸液袋I中的溶液進(jìn)入細(xì)胞懸浮液袋6中的質(zhì)量。關(guān)閉第一電子閥門2，打開第三電子閥門11、第四電子閥門8、和第五電子閥門12，通過第一蠕動(dòng)泵5控制細(xì)胞懸浮液袋6中的細(xì)胞懸浮液在進(jìn)入的超濾器27的端口 17的流速，通常設(shè)置在20-400ml/min ;通過第三蠕動(dòng)泵13可控制流出超濾器27的端口 18的液體流速，通常設(shè)置在20-400ml/min ;通過電子秤15可控制進(jìn)入或流出超濾器27的端口 18的溶液的質(zhì)量。第一蠕動(dòng)泵的流速為第三蠕動(dòng)泵13的流速和第二蠕動(dòng)泵29的流速之和，以保證整個(gè)管路系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定。實(shí)施例I :本實(shí)施例說明如何利用本發(fā)明完成去除復(fù)溫后的冰凍紅細(xì)胞懸浮液中的甘油，即洗滌細(xì)胞的過程。本實(shí)施例所用的材料的安裝方式如圖I所示。輸液袋I中盛裝IOOOml生理鹽水，細(xì)胞懸浮液袋6中盛裝200ml復(fù)溫后的冰凍紅細(xì)胞懸浮液(甘油濃度為40%(w/v))。超濾器10為本發(fā)明提出的微流控芯片超濾器27。第一步混合稀釋。關(guān)閉第三電子閥門11、第四電子閥門8、和第五電子閥門12，關(guān)閉蠕動(dòng)泵13、29，打開微電腦采液控制器7，打開第一電子閥門2和第二電子閥門4，打開第一蠕動(dòng)泵5，通過第一蠕動(dòng)泵5控制輸液袋I中的生理鹽水流入到細(xì)胞懸浮液袋6中的流速為100ml/min，通過微電腦采液控制器7控制注入細(xì)胞懸浮液袋6中生理鹽水的質(zhì)量約為IOOg (體積約為100ml)，然后關(guān)閉第一蠕動(dòng)泵5，同時(shí)關(guān)閉電子閥門2。第二步超濾。打開第三電子閥門11和第四電子閥門8，再次打開第一蠕動(dòng)泵5， 另其反轉(zhuǎn)，并打開第二蠕動(dòng)泵29，設(shè)定第一蠕動(dòng)泵5和第二蠕動(dòng)泵29的流速均為120ml/min，從而控制流入超濾器27的端口 17的細(xì)胞懸浮液流速為120ml/min，等待10s，待整個(gè)管路中的氣體通過氣泡收集器9被排凈后，立刻改變第一蠕動(dòng)泵5的流速為100ml/min，同時(shí)改變第二蠕動(dòng)泵29的流速為50ml/min，且同時(shí)打開第五電子閥門12，并打開第三蠕動(dòng)泵13,控制流出超濾器27的端口 18的超濾液的流速為50ml/min,通過電子秤15控制流入輸液袋14中的超濾液為IOOg (體積約為100ml)，完成一次稀釋混合-超濾過程。第三步重復(fù)上述步驟一、二，從而完成多次稀釋混合-超濾過程。通過激光折射濃度計(jì)28讀取流出超濾器27的端口 18的超濾液中殘余甘油含量低于10g/L、游離血紅蛋白的含量低于lg/L時(shí)，完成洗滌過程。實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)8次稀釋混合-超濾過程(耗時(shí)約25分鐘),殘余甘油含量低于3g/L，游離血紅蛋白的含量低于0. 2g/L,紅細(xì)胞回收率大于91%，紅細(xì)胞變形指數(shù)(ID)大于0. 5。第四步細(xì)胞懸浮液回收。關(guān)閉第五電子閥門12，同時(shí)關(guān)閉第三蠕動(dòng)泵13，打開第一電子閥門2、第二電子閥門4、第4電子閥門8和第3電子閥門11,同時(shí)打開第一螺動(dòng)泵5和第二蠕動(dòng)泵29，控制第一蠕動(dòng)泵5和第二蠕動(dòng)泵29的流速，抽取輸液袋I中的生理鹽水將左側(cè)和右側(cè)管路中的細(xì)胞懸浮液緩慢壓入細(xì)胞懸浮液袋6，完成細(xì)胞回收。然后同時(shí)關(guān)閉所有的閥門和蠕動(dòng)泵，完成整個(gè)洗滌過程。第五步熱合斷離細(xì)胞懸浮液袋。將細(xì)胞懸浮液袋6與第一蠕動(dòng)泵5之間的導(dǎo)管，以及細(xì)胞懸浮液袋6與第四電子閥門8之間的導(dǎo)管分別熱合斷離，將細(xì)胞懸浮液袋從管路上取下，即可臨床使用。實(shí)施例2 :本實(shí)施例說明如何利用本發(fā)明添加甘油至紅細(xì)胞懸浮液，控制甘油終濃度為40%(w/v)。輸液袋I中盛裝200ml濃度為80%(w/v)的甘油水溶液，細(xì)胞懸浮液袋6中盛裝200ml紅細(xì)胞懸浮液。初始狀態(tài)時(shí)，所有的電子閥門、蠕動(dòng)泵均處于關(guān)閉狀態(tài)。第一步紅細(xì)胞懸浮液的濃縮。打開第二電子閥門4、第四電子閥門8和第三電子閥門11，打開第一蠕動(dòng)泵5和第二蠕動(dòng)泵29，設(shè)定第一蠕動(dòng)泵5和第二蠕動(dòng)泵29的流速均為120ml/min,從而控制流入超濾器27的端口 17的細(xì)胞懸浮液流速為120ml/min,等待10s，待整個(gè)管路中的氣體通過氣泡收集器9被排凈后，立刻改變第一蠕動(dòng)泵5的流速為100ml/min,同時(shí)改變第二蠕動(dòng)泵29的流速為50ml/min，且同時(shí)打開第五電子閥門12，并打開第三蠕動(dòng)泵13，控制流出超濾器27的端口 18的超濾液的流速為50ml/min，通過電子秤15控制流入輸液袋14中的超濾液為IOOg (體積約為100ml)，完成紅細(xì)胞懸液的濃縮過程。關(guān)閉所有的電子閥門和蠕動(dòng)泵。第二步低溫保護(hù)劑溶液與細(xì)胞懸浮液的混合。打開第一電子閥門2和第二電子閥門4，打開微電腦采液控制器7，并設(shè)置第一蠕動(dòng)泵5轉(zhuǎn)速為20ml/min，將輸液袋I中的80%(w/v)的甘油水溶液緩慢泵入細(xì)胞懸浮液袋6。通過微電腦采液控制器7控制注入細(xì)胞懸浮液袋6中的80%(w/v)的甘油水溶液的質(zhì)量約為IOOg (體積約為100ml)，然后關(guān)閉蠕動(dòng)泵5,同時(shí)關(guān)閉第一電子閥門2和第二電子閥門4。第三步熱合斷離細(xì)胞懸浮液袋。將細(xì)胞懸浮液袋6與第一蠕動(dòng)泵5之間的導(dǎo)管， 以及細(xì)胞懸浮液袋6與第四電子閥門8之間的導(dǎo)管分別熱合斷離，將細(xì)胞懸浮液袋從管路上取下，即可進(jìn)行將其轉(zhuǎn)移至-80度冰箱進(jìn)行低溫保存。
權(quán)利要求
1.一種全自動(dòng)細(xì)胞處理裝置，其包括第一通路和第二通路； 第一通路，包括第一封閉容器、第二封閉容器、開關(guān)裝置、流量控制裝置，所述第一封閉容器和第二封閉容器之間通過導(dǎo)管依次與開關(guān)裝置、流量控制裝置連成單向通路； 第二通路，包括第二封閉容器、三個(gè)端口的超濾器、第三封閉容器、開關(guān)裝置、流量控制裝置， 其中，第二封閉容器通過導(dǎo)管與超濾器的兩個(gè)端口組成閉合回路，第二封閉容器與超濾器的兩個(gè)端口之間分別串聯(lián)有開關(guān)裝置、流量控制裝置； 所述超濾器的第三個(gè)端口經(jīng)導(dǎo)管與第三封閉容器連成單向通路，超濾器與第三封閉容器之間依次連接有開關(guān)裝置、流量控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述開關(guān)裝置為電子閥門，所述流量控制裝置為螺動(dòng)泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，還包括三通，氣泡收集器，激光折射濃度計(jì)，可稱量裝置； 所述第一封閉容器通過導(dǎo)管依次與第一電子閥門、三通、第二電子閥門、第一蠕動(dòng)泵、第二封閉容器連成單向通路；所述第二封閉容器通過導(dǎo)管依次與第一蠕動(dòng)泵、第二電子閥門、三通、第三電子閥門、超濾器、第二蠕動(dòng)泵、氣泡收集器、第四電子閥門組成閉合回路； 所述超濾器的第三個(gè)端口經(jīng)導(dǎo)管依次與第五電子閥門、第三蠕動(dòng)泵、第三封閉容器連成單向通路；所述激光折射濃度計(jì)夾持于第三蠕動(dòng)泵和第三封閉容器之間的導(dǎo)管上； 所述第二封閉容器和第三封閉容器分別放置于可稱量裝置上。
4.根據(jù)權(quán)利要求Γ3任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述超濾器是由多個(gè)超濾單元疊加而成的微流控芯片超濾器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述微流控芯片超濾器的超濾單元上設(shè)有貫通超濾單元的三個(gè)端口，所述超濾單元是由微流體通道上層和微流體通道下層對(duì)接封裝而成； 所述微流體通道上層的內(nèi)表面設(shè)有多條平行的微通道和I條與微通道垂直的匯流通道，所述微通道的一端連通至匯流通道，所述匯流通道與超濾器的一個(gè)端口相通； 所述微流體通道下層的內(nèi)表面設(shè)有多條平行的微通道，所述微通道的兩端分別設(shè)有與微通道貫通并垂直設(shè)置的匯流通道，所述兩條匯流通道分別與超濾器的兩個(gè)端口相通； 所述微流體通道上層的微通道與微流體通道下層的微通道垂直設(shè)置，兩者縱橫交錯(cuò)，形成微流體微通道網(wǎng)絡(luò)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述微流體通道上層的微通道和匯流通道為矩形或半圓形微通道；優(yōu)選地，所述矩形微通道寬O. 2 2 μ m，深O. 2 2 μ m，長(zhǎng)1^20cm ;所述半圓形通道,直徑為O. 2 2um,長(zhǎng)度為l 20cm ;所述矩形匯流通道寬O. 2^2mm,深O. 2 2mm,長(zhǎng)I 50cm ;所述半圓形匯流通道直徑為O. 2 2mm,長(zhǎng)度為I 50cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述微流體通道下層的微通道和匯流通道為矩形或半圓形微通道；優(yōu)選地，所述矩形微通道寬10 1000 μ m，深10 1000 μ m，長(zhǎng)I 50cm ;所述半圓形通道,直徑為l(Tl000um,長(zhǎng)度為50cm ;所述矩形匯流通道寬O.1^2mm,深O. 1^2mm,長(zhǎng)I 20cm ;所述半圓形匯流通道直徑為O. I 2mm,長(zhǎng)度為I 20cmo
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述超濾單元微流體通道的材料選自聚二甲基硅氧烷或聚酰亞胺或聚甲基丙烯酸甲脂或聚對(duì)二甲苯或聚四氟乙烯中的一種或幾種。
9.權(quán)利要求f8任意一項(xiàng)所述的裝置在生物醫(yī)學(xué)或臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用為臨床輸血中的細(xì)胞純化、濃縮或稀釋。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種全自動(dòng)細(xì)胞處理裝置，其包括第一通路和第二通路；第一通路為由第一封閉容器、第二封閉容器、開關(guān)裝置、流量控制裝置連成的單向通路；第二通路為由第二封閉容器、三個(gè)端口的超濾器、開關(guān)裝置、流量控制裝置組成的閉合回路以及由超濾器、第三封閉容器、開關(guān)裝置、流量控制裝置組成的單向通路。本發(fā)明提供裝置的最大優(yōu)點(diǎn)在于，整個(gè)洗滌過程能自動(dòng)控制，無需專人值守，而且整個(gè)管路系統(tǒng)為全封閉式，杜絕了污染。
文檔編號(hào)C12M1/36GK102796662SQ20121027800
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者趙剛, 高大勇, 丁衛(wèi)平, 朱凱旋, 許云鵬 申請(qǐng)人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)