本發(fā)明涉及一種全自動(dòng)生物樣品組分分選裝置。

背景技術(shù)：

生物樣品(如血液、尿液、組織液)中通常含有多種組分，在多數(shù)情況下，我們希望收集其中的一種或幾種組分用于進(jìn)一步的分析，特別是一些稀有組分，必須要通過分離并富集才能進(jìn)行下一步的研究。在免疫學(xué)領(lǐng)域、腫瘤學(xué)領(lǐng)域經(jīng)常會(huì)依賴于外周血樣品或相關(guān)組織的細(xì)胞懸液來(lái)獲得某些特定細(xì)胞或蛋白，從而對(duì)這些樣品進(jìn)行分析或診斷。

采用免疫方法來(lái)識(shí)別和分選樣品中的目標(biāo)組分是目前常用的收集手段。在陽(yáng)性分選技術(shù)中，可利用抗體標(biāo)記將所需的組分(如細(xì)胞)從未標(biāo)記或不需要的組分中分離出來(lái)；在陰性分選技術(shù)中，可利用抗體標(biāo)記將不需要的組分移除出去。免疫吸附技術(shù)在臨床上和研究中受到歡迎，但抗體需要依賴于一個(gè)載體來(lái)實(shí)現(xiàn)吸附分離的作用，該載體可以是吸附柱、吸附表面或磁性顆粒等。

免疫磁珠是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新的免疫學(xué)技術(shù)，它將固化試劑特有的優(yōu)點(diǎn)與免疫學(xué)反應(yīng)的高度特異性結(jié)合于一體，以免疫學(xué)為基礎(chǔ)，在外加磁場(chǎng)的吸引下可做定向移動(dòng)，從而達(dá)到分離，檢測(cè)，純化基因、蛋白質(zhì)、細(xì)胞、微生物等的目的。但是其僅可應(yīng)用于識(shí)別標(biāo)記確定的組分的分選，實(shí)際上還有很多未表達(dá)相關(guān)標(biāo)記，卻不應(yīng)被排除，有待進(jìn)一步研究的組分難以通過免疫磁珠法來(lái)分選獲得。

密度分離也是一種常用的生物樣品組分分選方法，其原理是利用樣品中不同組分具有的不同密度，通過密度梯度分離液來(lái)達(dá)到分離的作用。但是該方法不像免疫方法那樣具有高度特異性，特別在血液組分分選的應(yīng)用中可作為一種陰性分選的手段。

無(wú)論是陽(yáng)性分選還是陰性分選都各自有其優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，如能將兩者結(jié)合使用可以從不同的角度對(duì)同一樣品進(jìn)行全面的分析，因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員需要開發(fā)一種能實(shí)現(xiàn)陰陽(yáng)分選結(jié)合的分選裝置，使分選獲得的組分能滿足不同研究的不同需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種全自動(dòng)生物樣品組分分選裝置,該裝置結(jié)合了陽(yáng)性和陰性兩種分選技術(shù)，其包括：

離心平臺(tái)，用于陽(yáng)性和/或陰性分選中的離心步驟；

試劑儲(chǔ)存平臺(tái)，用于存放陽(yáng)性和/或陰性分選中所用到的各種試劑；

廢料收集平臺(tái)，用于收集陽(yáng)性和/或陰性分選過程中的廢棄物；

磁收集部件，用于在陽(yáng)性分選中吸附納米磁顆粒；

轉(zhuǎn)運(yùn)部件，用于轉(zhuǎn)運(yùn)樣品、廢棄液、磁收集部件及各種試劑；

轉(zhuǎn)運(yùn)頭儲(chǔ)存平臺(tái)，用于存放轉(zhuǎn)運(yùn)中所用到的轉(zhuǎn)運(yùn)頭耗材；

該分選裝置具有合理的布局和緊湊的結(jié)構(gòu)。

上述全自動(dòng)生物樣品組分分選裝置還包括光感識(shí)別部件，用于在密度梯度離心陰性分選中光感識(shí)別所需層。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述磁收集部件為磁棒，且所述全自動(dòng)生物樣品組分分選裝置還包括磁棒儲(chǔ)存平臺(tái)，用于存放磁棒以供使用。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，所述磁棒通過插入樣品中孵育來(lái)吸附結(jié)合有目標(biāo)組分的納米磁顆粒，通常對(duì)吸附后的目標(biāo)組分需要進(jìn)行染色處理，因此在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，該全自動(dòng)生物樣品組分分選裝置還包括磁棒染色平臺(tái)，該磁棒染色平臺(tái)包括：

磁棒支撐架，用于保持所述磁棒豎直擺放；

染色架，用于擺放染色試劑；

清洗架，用于擺放清洗試劑；

三者被設(shè)置在同一條直線軌道上，其中所述染色架和所述清洗架可沿所述直線軌道移動(dòng)，所述磁棒支撐架離所述直線軌道的高度可調(diào)；或所述磁棒支撐架可沿所述直線軌道移動(dòng)且離所述直線軌道的高度可調(diào)；又或三者均可沿所述直線軌道移動(dòng)且離所述直線軌道的高度可調(diào)。在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述染色架和所述清洗架被設(shè)置在同一個(gè)架子上，形成洗染架。

進(jìn)一步，所述磁棒支撐架上設(shè)置有多個(gè)插孔，用于磁棒的插放；且所述磁棒的上部設(shè)置有卡位部件，用于將所述磁棒在豎直方向上固定在所述磁棒支撐架上。

進(jìn)一步，所述染色試劑的試劑瓶/管在工作時(shí)為敞口設(shè)置；所述清洗試劑的試劑瓶/管在工作時(shí)也為敞口設(shè)置。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述磁棒的染色步驟為：

1)將吸附有結(jié)合了目標(biāo)組分的納米磁顆粒的磁棒插入磁棒支撐架；此時(shí)該支撐架遠(yuǎn)離所述直線軌道；

2)移動(dòng)所述清洗架至磁棒支撐架下方；

3)下調(diào)磁棒支撐架的高度，使磁棒的吸附部位浸沒入清洗試劑中；

4)上下移動(dòng)并不斷旋轉(zhuǎn)磁棒以清洗雜質(zhì)；

5)清洗完成，上調(diào)磁棒支撐架的高度；

6)移開所述清洗架，同時(shí)移動(dòng)所述染色架至磁棒支撐架下方；

7)下調(diào)磁棒支撐架的高度，使磁棒的吸附部位浸沒入染色試劑中孵育一段時(shí)間；

8)孵育過程中不斷旋轉(zhuǎn)磁棒以充分染色；

9)孵育完成，上調(diào)磁棒支撐架的高度；

10)移開所述染色架，染色完成。

染色前，上述2)-5)的清洗步驟可根據(jù)情況有所取舍，染色完成后，也可采用上述2)-5)的清洗步驟進(jìn)行清洗，且根據(jù)需要可重復(fù)多次，以徹底清洗雜質(zhì)或清除多余的染色劑；此外步驟6)-10)的染色步驟也可重復(fù)進(jìn)行多次。

染色后按常規(guī)的方法，可以將被吸附的目標(biāo)組分洗脫下來(lái)，再進(jìn)行后續(xù)操作。

優(yōu)選地，所述磁棒具有捕獲窗，該捕獲窗由透磁材料制成，磁芯產(chǎn)生的磁場(chǎng)可透過該窗口吸附磁性顆粒，除捕獲窗以外的部分由拒磁材料制成，該材料可屏蔽磁芯產(chǎn)生的磁場(chǎng)，從而使磁性顆粒聚集在捕獲窗的位置便于后續(xù)操作。

本發(fā)明提供了一種更佳的方案，即在本發(fā)明的磁棒結(jié)構(gòu)中增加磁套的設(shè)置，所述磁套套在所述磁棒的外部，類似于筆套，其本身不具有磁性，該磁套可在組分染色后取下，并直接用于后續(xù)操作。

優(yōu)選地，所述磁套由透明或半透明材料制成，便于后續(xù)的觀察。

在本發(fā)明的較佳實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)運(yùn)部件包括試劑轉(zhuǎn)運(yùn)部件和磁棒轉(zhuǎn)運(yùn)部件，試劑轉(zhuǎn)運(yùn)部件用于轉(zhuǎn)運(yùn)各種試劑，磁棒轉(zhuǎn)運(yùn)部件用于轉(zhuǎn)運(yùn)和旋轉(zhuǎn)磁棒。

進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)運(yùn)部件可以是旋轉(zhuǎn)式或滑動(dòng)式的。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，所述試劑轉(zhuǎn)運(yùn)部件和磁棒轉(zhuǎn)運(yùn)部件被滑動(dòng)固定在同一套空間軌道上，且兩轉(zhuǎn)運(yùn)部件可沿該軌道在三維立體空間中移動(dòng)，移動(dòng)面覆蓋整個(gè)裝置的操作面。

為了使運(yùn)行距離最小化，本發(fā)明的優(yōu)選排布方式為所述試劑儲(chǔ)存平臺(tái)、廢料收集平臺(tái)、轉(zhuǎn)運(yùn)頭儲(chǔ)存平臺(tái)、磁棒儲(chǔ)存平臺(tái)被設(shè)置在所述全自動(dòng)生物樣品組分分選裝置的中部，所述離心平臺(tái)和所述磁棒染色平臺(tái)被分別設(shè)置在前述平臺(tái)的兩邊。該裝置的樣品離心步驟和染色步驟可同時(shí)進(jìn)行，節(jié)省了空間和時(shí)間。

在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施方式中，所述轉(zhuǎn)運(yùn)部件包括：第一轉(zhuǎn)運(yùn)部件，用于轉(zhuǎn)運(yùn)樣品管中的廢棄液，該轉(zhuǎn)運(yùn)部件也可被稱為樣品轉(zhuǎn)運(yùn)部件；第二轉(zhuǎn)運(yùn)部件，用于轉(zhuǎn)運(yùn)包含帶抗體的納米磁顆粒的組分捕獲試劑及與組分捕獲步驟相關(guān)的其它試劑，該轉(zhuǎn)運(yùn)部件也可被稱為捕獲轉(zhuǎn)運(yùn)部件；第三轉(zhuǎn)運(yùn)部件，用于轉(zhuǎn)運(yùn)和移動(dòng)磁棒，該轉(zhuǎn)運(yùn)部件也可被稱為磁棒轉(zhuǎn)運(yùn)部件；第四轉(zhuǎn)運(yùn)部件，用于轉(zhuǎn)運(yùn)染色試劑及與染色步驟相關(guān)的其它試劑，該轉(zhuǎn)運(yùn)部件也可被稱為染色轉(zhuǎn)運(yùn)部件。第一轉(zhuǎn)運(yùn)部件和第二轉(zhuǎn)運(yùn)部件為旋轉(zhuǎn)式，第三轉(zhuǎn)運(yùn)部件和第四轉(zhuǎn)運(yùn)部件為滑動(dòng)式，其中所述第三轉(zhuǎn)運(yùn)部件和第四轉(zhuǎn)運(yùn)部件的移動(dòng)平面高于所述第一轉(zhuǎn)運(yùn)部件和所述第二轉(zhuǎn)運(yùn)部件的移動(dòng)平面。此種設(shè)計(jì)可以同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)不同的試劑，提高運(yùn)行的效率。

進(jìn)一步，本發(fā)明所述全自動(dòng)生物樣品組分分選裝置還包括細(xì)胞計(jì)數(shù)部件、樣品條碼掃描部件、攪拌棒儲(chǔ)存平臺(tái)等。

本發(fā)明所述全自動(dòng)生物樣品組分分選裝置具有以下有益技術(shù)效果：

1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)物質(zhì)的陽(yáng)性分選與陰性分選的結(jié)合，使兩種分選的結(jié)果可同時(shí)應(yīng)用于同一個(gè)樣本，相互驗(yàn)證，取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而獲得更精確的檢測(cè)結(jié)果；

2、陰性分選可獲得不表達(dá)標(biāo)志物的相似密度的目標(biāo)組分，從而擴(kuò)大了研究的范圍，提供了產(chǎn)生更豐富的研究成果的可能性；

3、本發(fā)明提供的分選儀具有合理的布局和緊湊的結(jié)構(gòu)，并提供了較佳的操作流程，從而使樣品的分選過程盡可能地流暢和高效；

4、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了生物樣品陽(yáng)性和陰性分選、染色全程自動(dòng)化的過程；

5、本發(fā)明的磁棒采用磁套的設(shè)計(jì)，使洗脫步驟得以省略，減少了目標(biāo)組分的損失，簡(jiǎn)化了流程，縮短了時(shí)間。

6、本發(fā)明適用于生物樣品中稀有組分的分選，如外周血樣品中循環(huán)腫瘤細(xì)胞的陽(yáng)性和陰性分選。

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明分選裝置的一個(gè)較佳實(shí)施例的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明分選裝置的另一較佳實(shí)施例的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中磁棒的一個(gè)較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明中磁棒的另一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1所示為本發(fā)明的全自動(dòng)生物樣品組分分選裝置的一種較佳實(shí)施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，該分選裝置包括離心平臺(tái)1、試劑儲(chǔ)存平臺(tái)2、廢料收集平臺(tái)3、轉(zhuǎn)運(yùn)頭儲(chǔ)存平臺(tái)4、磁棒儲(chǔ)存平臺(tái)5、磁棒支撐架6、洗染架7、攪拌棒儲(chǔ)存平臺(tái)8、三維直線軌道9和直線軌道10，三維直線軌道上設(shè)置有磁棒轉(zhuǎn)運(yùn)部件11-1和試劑轉(zhuǎn)運(yùn)部件11-2，所述磁棒轉(zhuǎn)運(yùn)部件11-1和試劑轉(zhuǎn)運(yùn)部件11-2可沿軌道在x-y-z的三維立體空間中移動(dòng)，其移動(dòng)面覆蓋操作平面，磁棒轉(zhuǎn)運(yùn)部件11-1負(fù)責(zé)磁棒12和攪拌棒的轉(zhuǎn)運(yùn)、旋轉(zhuǎn)和上下移動(dòng)，直線軌道10用于染洗架7的移動(dòng)。本裝置還包括細(xì)胞計(jì)數(shù)平臺(tái)13，當(dāng)本裝置用于血液樣品中細(xì)胞組分的分選時(shí)可進(jìn)行細(xì)胞計(jì)數(shù)。

實(shí)施例2

如圖2所示為本發(fā)明的全自動(dòng)生物樣品組分分選裝置的另一種較佳實(shí)施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置以中間的滑動(dòng)軌道為界分為兩個(gè)主體結(jié)構(gòu)，其中左邊為離心區(qū)，右邊為染色和讀數(shù)區(qū)，圖中所示裝置可同時(shí)進(jìn)行12個(gè)樣本的分選。從圖中可知，該分選裝置包括離心平臺(tái)1、第一試劑儲(chǔ)存平臺(tái)2-1、第二試劑儲(chǔ)存平臺(tái)2-2、第一廢料收集平臺(tái)3-1、第二廢料收集平臺(tái)3-2、第一轉(zhuǎn)運(yùn)頭儲(chǔ)存平臺(tái)4-1、第二轉(zhuǎn)運(yùn)頭儲(chǔ)存平臺(tái)4-2、磁棒儲(chǔ)存平臺(tái)5、磁棒支撐架6、染色架7、清洗架8、三維直線軌道9和直線軌道10、第一轉(zhuǎn)運(yùn)部件11-1、第二轉(zhuǎn)運(yùn)部件11-2、第三轉(zhuǎn)運(yùn)部件11-3、第四轉(zhuǎn)運(yùn)部件11-4、磁棒12、計(jì)數(shù)平臺(tái)13；其中所述離心平臺(tái)1內(nèi)設(shè)置有光感識(shí)別部件(圖中未示出)；所述第一轉(zhuǎn)運(yùn)部件11-1和第二轉(zhuǎn)運(yùn)部件11-2為旋轉(zhuǎn)式，它們對(duì)應(yīng)使用第一廢料收集平臺(tái)3-1和第一轉(zhuǎn)運(yùn)頭儲(chǔ)存平臺(tái)4-1；所述第三轉(zhuǎn)運(yùn)部件11-3和第四轉(zhuǎn)運(yùn)部件11-4為滑動(dòng)式，并共用同一套滑動(dòng)軌道，它們對(duì)應(yīng)使用第二廢料收集平臺(tái)3-2和第二轉(zhuǎn)運(yùn)頭儲(chǔ)存平臺(tái)4-2；且所述第一轉(zhuǎn)運(yùn)頭儲(chǔ)存平臺(tái)4-1、第二轉(zhuǎn)運(yùn)頭儲(chǔ)存平臺(tái)4-2、磁棒儲(chǔ)存平臺(tái)5、計(jì)數(shù)平臺(tái)13均設(shè)置在滑動(dòng)軌道上，從而可沿軌道移動(dòng)；所述第一試劑儲(chǔ)存平臺(tái)2-1內(nèi)存放離心步驟試劑，所述第二試劑儲(chǔ)存平臺(tái)2-2內(nèi)存放染色步驟試劑。本發(fā)明的部件排布方式不唯一，優(yōu)選為將離心區(qū)與染色區(qū)分列在磁棒轉(zhuǎn)運(yùn)部件兩側(cè)的排布方式，但是其它能夠使其結(jié)構(gòu)緊湊的排布方式也是可行的。

該分選儀由第一轉(zhuǎn)運(yùn)部件11-1吸取離心平臺(tái)樣品管中的廢棄液，由第二轉(zhuǎn)運(yùn)部件11-2吸取第一試劑儲(chǔ)存平臺(tái)2-1內(nèi)的ctc捕獲試劑和緩沖液等，由第三轉(zhuǎn)運(yùn)部件11-3負(fù)責(zé)磁棒7的轉(zhuǎn)運(yùn)、旋轉(zhuǎn)和上下移動(dòng)，該轉(zhuǎn)運(yùn)部件具有沿分選儀臺(tái)面長(zhǎng)軸的滑動(dòng)軌道12和沿分選儀臺(tái)面短軸的滑動(dòng)軌道，可實(shí)現(xiàn)分選儀臺(tái)面面積的全覆蓋，由第四轉(zhuǎn)運(yùn)部件11-4吸取第二試劑儲(chǔ)存平臺(tái)2-2內(nèi)的染色試劑和緩沖液等，該轉(zhuǎn)運(yùn)部件與第三轉(zhuǎn)運(yùn)部件11-3共用滑動(dòng)軌道。

實(shí)施例3

本實(shí)施例提供了一種磁棒，該磁棒11的結(jié)構(gòu)如圖3所示，其包括插桿111、磁芯112和磁套113，所述磁套113像筆套一樣套在所述插桿111的外部，并將磁芯112包裹在其內(nèi)，在磁套113上設(shè)置有捕獲窗114，磁芯112對(duì)應(yīng)捕獲窗114的面為磁場(chǎng)發(fā)射面，磁場(chǎng)可透過該窗口向外發(fā)散，磁芯112的其它面均不向外發(fā)射磁場(chǎng)，其它面均被軟磁材料包裹，從而使捕獲試劑中的納米磁性顆粒聚集在捕獲窗114內(nèi)，當(dāng)帶有目標(biāo)ctc的納米磁性顆粒被捕獲收集后，只需將插桿111從磁套113內(nèi)抽出，即可直接對(duì)捕獲窗114上的細(xì)胞進(jìn)行下一步的研究，該捕獲窗被設(shè)計(jì)為透明的，可便于進(jìn)一步地固定和觀察收集細(xì)胞。此外，插桿111的上端還設(shè)置有凸起115，作為卡位部件，用于將該磁棒固定懸掛于磁棒支撐架上。

實(shí)施例4

本實(shí)施例提供了另一種磁棒的設(shè)計(jì)，如圖4所示，本實(shí)施例中的磁棒11也具有插桿111、磁芯112和磁套113，在磁套113上設(shè)置有捕獲窗114，結(jié)構(gòu)與實(shí)施例3中類似，所不同的是其捕獲窗114是設(shè)置于磁棒的底端，該其磁芯釋放磁場(chǎng)的面也為底面。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。