細胞磁分選系統、分選裝置和處理設備的制作方法
【專利摘要】一種細胞磁分選系統，包括細胞溶液源、溶液驅動裝置、細胞連續磁分選裝置、目標細胞收集容器、殘液收集容器和控制單元，細胞連續磁分選裝置包括旋轉磁場發生器、互為正反向地環繞在旋轉磁場發生器上的正螺線管和逆螺線管，正螺線管的一端連通到細胞溶液源，另一端通過T形管與逆螺線管的一端連接，T形管的入口與正螺線管的出口連通，T形管的第一出口連通到逆螺線管的入口，第二出口連通到目標細胞收集容器的入口，第二出口方向與正螺線管繞線方向一致，第一出口方向與正螺線管繞線方向相反。還揭示了一種細胞磁分選裝置和一種處理設備。該系統結構簡單，高效可靠，適合連續分離，能避免環境因素對操作過程的污染，可實現高質量的細胞分選。
【專利說明】細胞磁分選系統、分選裝置和處理設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種細胞磁分選系統、分選裝置和處理設備。
【背景技術】
[0002]磁性材料通過生物技術可以與靶細胞特異性結合，利用磁標記的靶細胞的磁性，用電磁方法分選出高度特異性的靶細胞(目標細胞)，是細胞醫療和細胞科研活動的關鍵性步驟。現有的細胞分選方案和細胞分選裝置存在著操作較復雜、分選效率低、分選純度不高和分選環境控制不足等弊端。
【發明內容】
[0003]本發明的目的就是為了克服現有技術的不足，提供一種細胞磁分選系統，其結構簡單，高效可靠，適合連續分離、能避免環境因素對操作過程的污染，可實現高質量的細胞分選。
[0004]本發明的另一目的是提供用于細胞磁分選系統的細胞磁分選裝置。
[0005]本發明的又一目的是提供具有該細胞磁分選系統的處理設備。
[0006]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
[0007]一種細胞磁分選系統，包括細胞溶液源、溶液驅動裝置、細胞連續磁分選裝置、目標細胞收集容器、殘液收集容器和控制單元，所述細胞連續磁分選裝置包括旋轉磁場發生器、互為正反向地環繞在所述旋轉磁場發生器上的正螺線管和逆螺線管，所述正螺線管的一端連通到所述細胞溶液源的溶液出口，另一端通過T形管與所述逆螺線管的一端連接，所述T形管的入口與所述正螺線管的出口連通，所述T形管的第一出口連通到所述逆螺線管的入口，第二出口連通到所述目標細胞收集容器的入口，第二出口方向與所述正螺線管的繞線方向一致，第一出口方向與所述正螺線管的繞線方向相反，所述控制單元通過控制線路連接所述細胞連續磁分選裝置和所述溶液驅動裝置，用于控制所述細胞連續磁分選裝置產生磁作用力，并控制所述溶液驅動裝置將所述細胞溶液源中的溶液驅動，經所述T形管，使未標記細胞和磁標記細胞分別流入到所述殘液收集容器和所述目標細胞收集容器。
[0008]所述T形管的入口和第一、第二出口的起始部分均設置有液流停止開關。
[0009]還包括與所述T形管的第二出口相連用于向所述第二出口處施加負壓的裝置。
[0010]所述溶液驅動裝置采用溶液管道蠕動擠壓方式驅動，包括設置在所述細胞溶液源和所述細胞連續磁分選裝置之間的主液泵和設置在所述細胞連續磁分選裝置和所述目標細胞收集容器之間的從液泵。
[0011]所述控制單元包括通過控制線路連接所述溶液驅動裝置的溶液流速控制器和連接所述細胞連續磁分選裝置的磁場控制器，通過所述溶液流速控制器和磁場控制器控制未標記細胞和磁標記細胞在所述T形管的第二出口處反向運動完成磁標記細胞分選。 [0012]—種處理設備，具有所述的細胞磁分選系統。
[0013]一種細胞磁分選裝置，包括旋轉磁場發生器、互為正反向地環繞在所述旋轉磁場發生器上的正螺線管和逆螺線管，所述正螺線管的一端連通到所述細胞溶液源的溶液出口，另一端通過T形管與所述逆螺線管的一端連接，所述T形管的入口與所述正螺線管的出口連通，所述T形管的第一出口連通到所述逆螺線管的入口，第二出口連通到所述目標細胞收集容器的入口，第二出口方向與所述正螺線管的繞線方向一致，第一出口方向與所述正螺線管的繞線方向相反。
[0014]所述T形管的入口和第一、第二出口的起始部分均設置有液流停止開關。
[0015]還包括與所述T形管的第二出口相連用于向所述第二出口處施加負壓的裝置。
[0016]本發明有益的技術效果在于:
[0017]旋轉磁場發生器、互為正反向的正螺線管和逆螺線管設計巧妙地實現磁標記細胞與液體流動方向相反的逆向螺旋移動，同時T形管設計巧妙地使磁標記細胞受到磁力作用逆溶液流動方向移動進入目標細胞收集容器，而未標記的細胞順溶液流動方向移行進入殘液收集容器，實現不間斷的磁標記細 胞連續磁分選，從而減少分選時間，有利于臨床級別大規模的細胞分離。通過所述溶液流速控制器和磁場控制器分別控制未標記細胞和磁標記細胞反向運動方式完成磁標記細胞分選。
[0018]通過控制電磁流體和溶液流體的反向運動，使移液和分選同時進行，實現細胞快速有效分離，可提高細胞分選質量；逆向螺線管設計，有利于增加細胞分選數量，提高細胞分選純度；系統可級聯，從而實現連續二次分選或連續細胞清洗，減少分選時間。
[0019]本發明結構簡單，高效可靠，分選處在密閉的管道中進行，能避免環境因素對操作過程的污染，可獲得高數量和高純度的分選細胞產品，有利于分選臨床級別的細胞制品。
[0020]進一步地，通過在T形管入口和出口的起始部分設置液流停止開關，方便控制單元通過控制線路控制目標細胞的漂洗和回收，實現細胞分離、漂洗和回收罐裝工藝一次完成。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明細胞磁分選系統實施例的結構示意圖；
[0022]圖2為本發明細胞連續磁分選裝置實施例的結構示意圖；
[0023]圖3為圖2所示的細胞連續磁分選裝置的俯視圖。
【具體實施方式】
[0024]以下通過實施例結合附圖對本發明進行進一步的詳細說明。
[0025]參閱圖1至圖3，在一些實施例里，細胞磁分選系統包括細胞溶液源1、細胞連續磁分選裝置2、殘液收集容器3、目標細胞收集容器4、主液泵5、從液泵6、溶液流速控制器7以及磁場控制器8。細胞連續磁分選裝置2包括旋轉磁場發生器13、互為正反向地環繞在旋轉磁場發生器13上的正、逆螺線管12、12'和連接在正、逆螺線管12、12'之間的T形管
11。細胞溶液源I經過主液泵5連接細胞連續磁分選裝置2的溶液入口，細胞連續磁分選裝置2的殘液出口連接殘液收集容器3，細胞連續磁分選裝置2的T形管11的第二出口即分選口經過從液泵6連接到目標細胞收集容器4。溶液流速控制器7的控制線路連接主液泵5和從液泵6。磁場控制器8的控制線路連接細胞連續磁分選裝置2。
[0026]使用時，溶液流速控制器7控制主液泵5從細胞溶液源I吸取經磁標記的細胞溶液并注入細胞連續磁分選裝置2，磁場控制器8的控制線路控制連續磁分選裝置2的旋轉磁場發生器13產生旋轉磁場，施加磁旋轉作用力到流入螺線管中的磁標記的細胞上，使磁標記細胞與液體流動方向相反的逆向螺旋移動，實現目標細胞分選。溶液流速控制器7驅動從液泵6將分選后的目標細胞溶液移入目標細胞收集容器4，剩余殘余溶液導入殘液收集容器3。
[0027]主液泵5除了提供從細胞溶液源I取液并注入細胞連續磁分選裝置2的驅動力，還提供推動細胞溶液分離后注入目標細胞收集容器4和殘液收集容器3的驅動力。從液泵6提供的驅動力可補償分離后目標細胞溶液流速以提高細胞分離效率。通過增設從液泵6，控制其配合主液泵5協同工作，可提高目標細胞的分選速度和分選質量。 [0028]參閱圖2和圖3，在一些實施例里，細胞連續磁分選裝置2中，正螺線管12的一端作為連通到細胞溶液源I的進液口 9，正螺線管12的另一端通過T形管11與逆螺線管12'的一端連接，逆螺線管12'的另一端作為連通到殘液收集容器3的出液口 10，T形管11的兩個對端分別連接正螺線管12和逆螺線管12'，T形管11的第一出口連通到逆螺線管12'的入口，第一出口方向與正螺線管12的繞線方向相反，T形管11的第二出口方向與正螺線管12的繞線方向一致，T形管11的第二出口為連通到目標細胞收集容器4的分選口。工作過程中，在磁場控制器控制下，旋轉磁場部件13在正逆螺線管12、12'中產生的旋轉磁場吸附并移動目標細胞，在正螺線管12段即螺線管正向階段，經過磁標記的目標細胞受磁場作用加速向T形管11的分選口移動，而在逆螺線管12'段即螺線管反向階段，經過磁標記的目標細胞受磁場作用逆液體流向向T形管11的分選口移動，從而，經過磁標記的目標細胞在T形管11的分選口富集并分離排出至目標細胞收集容器4。
[0029]參閱圖2,標號18代表的圖形顯示了磁標記細胞和未標記細胞在細胞連續磁分選裝置2各階段受力狀態。圖中，黑色實心圓表示磁標記細胞,空心圓表示未標記細胞,較細的箭頭表示液體流動力，較粗的箭頭表示磁作用力。細胞溶液從進液口 9輸入，其中經磁標記的目標細胞在正螺線管12和旋轉磁場5共同作用下快速到達T形管處，逆螺線管12'和旋轉磁場5的共同作用對磁標記細胞產生阻力，阻止其繼續沿逆螺線管流出，由此，經磁標記的目標細胞會富集在T形管11處并從分選口排出。當T形管第二出口起始部開關關閉時，可實行雙向螺線管道沖洗；當T形管第一出口起始部開關關閉時，可實行T形管第二出口管道和細胞收集容器的目標細胞漂洗和罐裝；可在T形管11的分選口處施加適當的負壓以便將富集的目標細胞引出。另外，未標記磁的細胞由于磁場對其無磁力作用，不會出現被正螺線管12加速、被逆螺線管12'阻止、在T形管處富集的現象，故會順利通過逆螺線管12'從出液口 10導出。
[0030]磁場控制器8的控制線路也可以連接溶液流速控制器7，溶液流速控制器7和磁場控制器8可協調驅動細胞連續磁分選裝置2，達到高效、高質量的細胞分選效果。
[0031]另一些實施例中是關于一種處理設備，該處理設備可以是用于細胞醫療或細胞科研的各種設備，其可具有上述任一種實施例的細胞磁分選系統。
[0032]以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。例如，所屬【技術領域】的普通技術人員能夠理解，提供液體流動力的裝置除了采用液泵之外，也可以采用其他任何能夠驅動液流的設備。對于本發明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視`為屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種細胞磁分選系統，其特征在于，包括細胞溶液源、溶液驅動裝置、細胞連續磁分選裝置、目標細胞收集容器、殘液收集容器和控制單元，所述細胞連續磁分選裝置包括旋轉磁場發生器、互為正反向地環繞在所述旋轉磁場發生器上的正螺線管和逆螺線管，所述正螺線管的一端連通到所述細胞溶液源的溶液出口，另一端通過T形管與所述逆螺線管的一端連接，所述T形管的入口與所述正螺線管的出口連通，所述T形管的第一出口連通到所述逆螺線管的入口，第二出口連通到所述目標細胞收集容器的入口，第二出口方向與所述正螺線管的繞線方向一致，第一出口方向與所述正螺線管的繞線方向相反，所述控制單元通過控制線路連接所述細胞連續磁分選裝置和所述溶液驅動裝置，用于控制所述細胞連續磁分選裝置產生磁作用力，并控制所述溶液驅動裝置將所述細胞溶液源中的溶液驅動，經所述T形管，使未標記細胞和磁標記細胞分別流入到所述殘液收集容器和所述目標細胞收集容器。
2.如權利要求1所述的細胞磁分選系統，其特征在于，所述T形管的入口和第一、第二出口的起始部分均設置有液流停止開關。
3.如權利要求1所述的細胞磁分選系統，其特征在于，還包括與所述T形管的第二出口相連用于向所述第二出口處施加負壓的裝置。
4.如權利要求1所述的細胞磁分選系統，其特征在于，所述溶液驅動裝置采用溶液管道蠕動擠壓方式驅動，包括設置在所述細胞溶液源和所述細胞連續磁分選裝置之間的主液泵和設置在所述細胞連續磁分選裝置和所述目標細胞收集容器之間的從液泵。
5.如權利要求1至4任一項所述的細胞磁分選系統，其特征在于，所述控制單元包括通過控制線路連接所述溶液驅動裝置的溶液流速控制器和連接所述細胞連續磁分選裝置的磁場控制器，通過所述溶液流速控制器和磁場控制器控制未標記細胞和磁標記細胞在所述T形管的第二出口處反向運動完成磁標記細胞分選。
6.—種處理設備,其特征在于,具有如權利要求1至5任一項所述的細胞磁分選系統。
7.一種細胞磁分選裝置，其特征在`于，包括旋轉磁場發生器、互為正反向地環繞在所述旋轉磁場發生器上的正螺線管和逆螺線管，所述正螺線管的一端連通到所述細胞溶液源的溶液出口，另一端通過T形管與所述逆螺線管的一端連接，所述T形管的入口與所述正螺線管的出口連通，所述T形管的第一出口連通到所述逆螺線管的入口，第二出口連通到所述目標細胞收集容器的入口，第二出口方向與所述正螺線管的繞線方向一致，第一出口方向與所述正螺線管的繞線方向相反。
8.如權利要求7所述的細胞磁分選裝置，其特征在于，所述T形管的入口和第一、第二出口的起始部分均設置有液流停止開關。
9.如權利要求7所述的細胞磁分選裝置，其特征在于，還包括與所述T形管的第二出口相連用于向所述第二出口處施加負壓的裝置。
【文檔編號】C12M1/42GK103773682SQ201410033585
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月23日 優先權日:2014年1月23日
【發明者】張利峰, 萬書波, 汪華 申請人:張利峰, 萬書波, 汪華