一種循環腫瘤細胞的富集裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種循環腫瘤細胞的富集裝置，包括細胞結合池、細胞富集板、細胞收集槽以及氣泵；細胞結合池下部設有吹氣管；細胞結合池底部設有出液管；細胞富集板包括硅基片以及封接在硅基片上方的聚合物蓋板，還包括設置于硅基片下方的磁鐵；聚合物蓋板位于硅基片的一面設有細胞存儲腔；硅基片位于聚合物蓋板的一面，在對應于細胞存儲腔的位置，設置阿基米德螺旋線結構單元；細胞富集板下方接有陶瓷管；陶瓷管上設有送氣管，陶瓷管下方設置細胞收集槽。通過吹氣循環，利于細胞與帶有抗體的磁性納米粒子結合均勻穩定，通過阿基米德螺旋線結構單元形成流體阻礙，減緩流體流動，并結合出口處的逆向氣流，實現循環腫瘤細胞的捕捉和富集。
【專利說明】
一種循環腫瘤細胞的富集裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于細胞檢測技術領域，具體涉及一種循環腫瘤細胞的富集裝置。
【背景技術】
[0002]循環腫瘤細胞又稱CTC，是指通過血管壁進入外周血的腫瘤細胞，每1000個CTC中就有I個能夠形成轉移癌，因此檢測CTC具有重要的臨床應用價值。但是現有方法的CTC檢測靈敏度依然有待于提高，據臨床結果，目前僅有不到三成的乳腺癌患者中檢測出了CTC。同時，利用磁光上轉換復合納米粒子的共價結合的方式將抗體分子修飾到磁光上轉換復合納米粒子表面而成為抗體標記的光磁復合納米材料，從而可以對腫瘤細胞識別和標記。光磁復合納米材料與CTC的復合過程對檢測結果有十分重要的影響，因此需要研發新的設備，不僅能夠在富集過程利于CTC富集，而且有利于磁納米粒子與CTC的混合。
【發明內容】
[0003]為了克服現有的CTC富集方法的不足，本實用新型提供了一種循環腫瘤細胞的富集裝置，通過吹氣循環，使得細胞混懸液發生周向運動，從而利于細胞與帶有抗體的磁性納米粒子結合均勻穩定，通過阿基米德螺旋線結構單元形成流體阻礙，減緩流體流動，并結合出口處的逆向氣流，最大程度增加細胞的富集;實現循環腫瘤細胞的捕捉和富集，從而可進行成像和檢測，可以高靈敏度的檢測CTC，保證檢測結果準確。
[0004]為達到上述發明目的，本實用新型所采用的技術方案是:一種循環腫瘤細胞的富集裝置，包括細胞結合池、細胞富集板、細胞收集槽以及氣栗;細胞結合池下部設有吹氣管，吹氣管距離細胞結合池底部的高度為細胞結合池高度的十分之一至三分之一;吹氣管的出氣口位于細胞結合池內側壁;吹氣管與氣栗相連;細胞結合池底部設有出液管；出液管上設有截止閥；細胞富集板包括硅基片以及封接在硅基片上方的聚合物蓋板，還包括設置于硅基片下方的磁鐵;聚合物蓋板位于硅基片的一面設有細胞存儲腔;硅基片位于聚合物蓋板的一面，在對應于細胞存儲腔的位置，設置阿基米德螺旋線結構單元;所述阿基米德螺旋線結構單元中，阿基米德螺旋線的圈數為2?4，起始半徑為0.02?0.08微米，螺旋線間距為
0.15?0.19微米，螺旋線寬度為0.06?0.09微米，螺旋線高度為0.02?0.04微米;每個阿基米德螺旋線結構單元周期為0.4?0.48微米;細胞富集板設有流體出口與流體入口，流體入口與出液管相接，流體出口下方接有陶瓷管;陶瓷管上接近流體出口的位置設有送氣管，送氣管與氣栗相連;所述送氣管的出氣口位于陶瓷管內側壁;陶瓷管下方設置細胞收集槽。
[0005]本實用新型中，所述細胞收集槽外側壁設有振動器;防止物質沉底，利于緩沖液體系的再次利用。吹氣管距離細胞結合池底部的高度為細胞結合池高度的八分之一至五分之一。吹氣管距離細胞結合池底部的高度是指吹氣管出氣口的中心點距離細胞結合池底面的距離，氣體有氣栗從吹氣管吹向細胞結合池內，帶動緩沖液體系旋轉，通過吹氣循環，使得細胞混懸液發生周向運動，從而利于細胞與帶有抗體的磁性納米粒子結合均勻穩定，克服了現有技術無法通過攪拌等手段混勻細胞與帶有抗體的磁性納米粒子的問題;通過限定吹氣管的高度，可以有效吹動整個緩沖液體系旋轉，增加細胞的結合穩定性、均勻性。
[0006]本實用新型中，所述細胞存儲腔的面積為聚合物蓋板面積的80%?85%，提高了檢測效率，同時不會對設備強度產生不利。硅基片、聚合物蓋板材料為現有的，硅基片位于聚合物蓋板的一面，設置阿基米德螺旋線結構單元區域，對應于細胞存儲腔;這樣流體體系流經細胞存儲腔，硅基片上的阿基米德螺旋線結構單元區域捕捉富集循環腫瘤細胞，通過阿基米德螺旋線結構單元形成流體阻礙，減緩流體流動，提高磁鐵吸附率。通過磁鐵可以有效增加循環腫瘤細胞的富集率，因為磁鐵對磁性納米粒子有一定的磁力，優選的，本實用新型中，所述磁鐵由第一磁鐵、第二磁鐵、第三磁鐵組成所述磁鐵。不是獨立一塊，有利于流體流動的同時提尚循環腫瘤細胞的富集，避免遺漏;進一步優選的，第一磁鐵的磁力為800尚斯;第二磁鐵的磁力為1000高斯;第二磁鐵的磁力為1200高斯;第一磁鐵接近流體入口；第三磁鐵接近流體出口 ；第二磁鐵位于第一磁鐵與第二磁鐵之間。即從流體入口至流體出口，磁鐵磁力逐步提高，有利于磁性粒子的逐步吸附，避免局部團聚導致的吸附不均。
[0007]本實用新型優選的，所述出液管為Z型出液管，避免直管導致的流速過快問題，可以提高循環細胞的富集效果。優選的，所述送氣管的出氣口朝著流體出口。氣栗出氣從送氣口進入陶瓷管，對流體出口的流體形成一定的襯托力，減緩流體流速提高磁力吸附，同時不會造成流體堵塞問題，優選出氣口的朝向，為了進一步提高吹起氣流的效果，出口處的逆向氣流，最大程度增加細胞的富集。
[0008]優選的，所述阿基米德螺旋線結構單元中，起始半徑為0.04?0.06微米，螺旋線間距為0.17?0.16微米，螺旋線寬度為0.07?0.08微米。阿基米德螺旋線結構單元是循環腫瘤細胞的停留區域，其既要保證流體流速，又要防止流體過快導致循環腫瘤細胞跑漏，通過本實用新型的設計，通過阿基米德螺旋線結構單元形成流體阻礙，減緩流體流動，并結合出口處的逆向氣流，最大程度增加細胞的富集，實現循環腫瘤細胞的捕捉和富集。
[0009]由于上述技術方案的運用，本實用新型具有以下優點:
[0010](I)本實用新型首次公開了一種細胞與磁性粒子混合、細胞富集等一體化裝置，SP混即用，最大程度的保證磁性粒子結合循環腫瘤細胞的效果，通過吹氣設計結合截止閥，可以控制流體流速，有效提高循環腫瘤細胞的富集效果。
[0011](2)本實用新型公開的循環腫瘤細胞的富集裝置基于阿基米德螺旋線結構單元，顯著地提高了捕捉CTC的效率;并結合出口處的逆向氣流與磁鐵，最大程度增加細胞的富集，實現循環腫瘤細胞的捕捉和富集，通過洗脫分離收集到CTC，用于分子檢測。
【附圖說明】
[0012]圖1為實施例一循環腫瘤細胞的富集裝置的結構示意圖；
[0013]圖2為實施例一聚合物蓋板的結構示意圖；
[0014]圖3為實施例一娃基片的結構不意圖；
[0015]其中，細胞結合池1、細胞富集板2、細胞收集槽3、氣栗4、吹氣管5、出液管6、截止閥7、硅基片8、聚合物蓋板9、第一磁鐵1、第二磁鐵11、第三磁鐵12、流體出口 13、流體入口 14、陶瓷管15、送氣管16、振動器17、細胞存儲腔18、阿基米德螺旋線結構單元區域19。
【具體實施方式】
[0016]實施例一
[0017]參見附圖1，循環腫瘤細胞的富集裝置的結構示意圖，包括細胞結合池1、細胞富集板2、細胞收集槽3以及氣栗4;細胞結合池下部設有吹氣管5，吹氣管距離細胞結合池底部的高度為細胞結合池高度的六分之一；吹氣管的出氣口位于細胞結合池內側壁;吹氣管與氣栗相連;細胞結合池底部設有直型出液管6;出液管上設有截止閥7;細胞富集板包括硅基片8以及封接在硅基片上方的聚合物蓋板9，還包括設置于硅基片下方的磁鐵，磁鐵由第一磁鐵10、第二磁鐵11、第三磁鐵12組成，第一磁鐵的磁力為800高斯，第二磁鐵的磁力為1000高斯，第二磁鐵的磁力為1200高斯，第一磁鐵接近流體入口，第三磁鐵接近流體出口，第二磁鐵位于第一磁鐵與第二磁鐵之間；細胞富集板設有流體出口與流體入口 14，流體入口與出液管相接，流體出口下方接有陶瓷管15;陶瓷管上接近流體出口的位置設有送氣管16，送氣管與氣栗相連(連接為現有方式，為了簡潔，附圖未標出)；送氣管的出氣口位于陶瓷管內側壁，朝著流體出口；陶瓷管下方設置細胞收集槽，細胞收集槽外側壁設有振動器17。
[0018]參見附圖2，聚合物蓋板設有流體入口14以及細胞存儲腔18，位于硅基片的一面，細胞存儲腔的面積為聚合物蓋板面積的85%;流體出口與流體入口分別與陶瓷管、出液管連通。
[0019]參見附圖3，硅基片設置阿基米德螺旋線結構單元區域19、流體出口13，位于聚合物蓋板的一面，對應于細胞存儲腔的位置;阿基米德螺旋線結構單元中，阿基米德螺旋線的圈數為3，起始半徑為0.05微米，螺旋線間距為0.17微米，螺旋線寬度為0.08微米，螺旋線高度為0.03微米;每個阿基米德螺旋線結構單元周期為0.45微米。
[0020]實施例二
[0021]循環腫瘤細胞的富集裝置包括細胞結合池、細胞富集板、細胞收集槽以及氣栗;細胞結合池下部設有吹氣管，吹氣管距離細胞結合池底部的高度為細胞結合池高度的八分之一;吹氣管的出氣口位于細胞結合池內側壁;吹氣管與氣栗相連;細胞結合池底部設有Z型出液管；出液管上設有截止閥；細胞富集板包括硅基片以及封接在硅基片上方的聚合物蓋板，還包括設置于硅基片下方的磁鐵，磁鐵由第一磁鐵、第二磁鐵、第三次磁鐵組成，第一磁鐵的磁力為800高斯，第二磁鐵的磁力為1000高斯，第二磁鐵的磁力為1200高斯，第一磁鐵接近流體入口，第三磁鐵接近流體出口，第二磁鐵位于第一磁鐵與第二磁鐵之間;細胞富集板設有流體出口與流體入口，流體入口與出液管相接，流體出口下方接有陶瓷管;陶瓷管上接近流體出口的位置設有送氣管，送氣管與氣栗相連(連接為現有方式，為了簡潔，附圖未標出)；送氣管的出氣口位于陶瓷管內側壁，朝著流體出口；陶瓷管下方設置細胞收集槽，細胞收集槽外側壁設有振動器。聚合物蓋板設有流體入口與流體出口以及細胞存儲腔，位于硅基片的一面，細胞存儲腔的面積為聚合物蓋板面積的80%;流體出口與流體入口分別與陶瓷管、出液管連通。硅基片設置阿基米德螺旋線結構單元，位于聚合物蓋板的一面，對應于細胞存儲腔的位置;阿基米德螺旋線結構單元中，起始半徑為0.04微米，螺旋線間距為
0.16微米，螺旋線寬度為0.07微米，阿基米德螺旋線的圈數為4，螺旋線高度為0.03微米，每個阿基米德螺旋線結構單元周期為0.46微米。
[0022]在檢測循環腫瘤細胞之前，先用去離子水及緩沖液洗滌裝置，再將樣品通入，保證細胞被捕捉時的條件都相同。首先將抗體標記的磁米材料加入帶有循環腫瘤細胞緩沖液的細胞結合池中，開啟吹氣，得到細胞混懸液流體;然后開啟截止閥，混懸液從流體入口流入細胞存儲腔，在阿基米德螺旋線結構單元與磁鐵、逆氣流的作用下，結合上磁性納米材料的循環腫瘤細胞被捕捉富集;然后通過現有方式可以計算出循環腫瘤細胞的捕獲效率，比如小動物成像系統。本實用新型的裝置(實施例一、實施例二)對循環腫瘤細胞的富集效率為91%以上。
【主權項】
1.一種循環腫瘤細胞的富集裝置，包括細胞結合池、細胞富集板、細胞收集槽以及氣栗;細胞結合池下部設有吹氣管，吹氣管距離細胞結合池底部的高度為細胞結合池高度的十分之一至三分之一;吹氣管的出氣口位于細胞結合池內側壁;吹氣管與氣栗相連;細胞結合池底部設有出液管；出液管上設有截止閥；細胞富集板包括硅基片以及封接在硅基片上方的聚合物蓋板，還包括設置于硅基片下方的磁鐵;聚合物蓋板位于硅基片的一面設有細胞存儲腔;硅基片位于聚合物蓋板的一面，在對應于細胞存儲腔的位置，設置阿基米德螺旋線結構單元;所述阿基米德螺旋線結構單元中，阿基米德螺旋線的圈數為2?4，起始半徑為0.02?0.08微米，螺旋線間距為0.15?0.19微米，螺旋線寬度為0.06?0.09微米，螺旋線高度為0.02?0.04微米;每個阿基米德螺旋線結構單元周期為0.4?0.48微米;細胞富集板設有流體出口與流體入口，流體入口與出液管相接，流體出口下方接有陶瓷管；陶瓷管上接近流體出口的位置設有送氣管，送氣管與氣栗相連;所述送氣管的出氣口位于陶瓷管內側壁；陶瓷管下方設置細胞收集槽。2.根據權利要求1所述循環腫瘤細胞的富集裝置，其特征在于:所述細胞收集槽外側壁設有振動器。3.根據權利要求1所述循環腫瘤細胞的富集裝置，其特征在于:所述吹氣管距離細胞結合池底部的高度為細胞結合池高度的八分之一至五分之一。4.根據權利要求1所述循環腫瘤細胞的富集裝置，其特征在于:所述細胞存儲腔的面積為聚合物蓋板面積的80%?85%。5.根據權利要求1所述循環腫瘤細胞的富集裝置，其特征在于:所述磁鐵由第一磁鐵、第二磁鐵、第三磁鐵組成所述磁鐵;第一磁鐵接近流體入口 ；第三磁鐵接近流體出口；第二磁鐵位于第一磁鐵與第二磁鐵之間。6.根據權利要求5所述循環腫瘤細胞的富集裝置，其特征在于:第一磁鐵的磁力為800尚斯;第一.磁鐵的磁力為1000尚斯;第一■磁鐵的磁力為1200尚斯。7.根據權利要求1所述循環腫瘤細胞的富集裝置，其特征在于:所述出液管為Z型出液管;所述送氣管的出氣口朝著流體出口。8.根據權利要求1所述循環腫瘤細胞的富集裝置，其特征在于:所述阿基米德螺旋線結構單元中，起始半徑為0.04?0.06微米，螺旋線間距為0.17?0.16微米，螺旋線寬度為0.07?0.08微米。
【文檔編號】C12M1/42GK205710713SQ201620623971
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月14日
【發明人】郭惠
【申請人】陜西中醫藥大學