一種細胞免疫磁珠分選系統的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于細胞分選領域，具體涉及一種細胞免疫磁珠分選系統。
【背景技術】
[0002] 磁珠富集或分離是一項上世紀末新興的分子及細胞生物學技術，詳見美國專利 US5411863和US5385707。該技術現已廣泛應用于分子生物學的核酸提取、固相cDNA文庫構 建、蛋白質和細胞的分選或富集。首先由生化技術手段在磁珠表面接合特異性配體或抗體。 工作原理是將上述表面接合配(抗)體的磁珠懸浮液與待選目標分子或者細胞溶液(懸液） 混合，通過配體-受體結合反應或者抗原-抗體反應，磁珠與目標分子或細胞緊密結合;通過 磁力捕獲磁珠-目標復合體，可富集或純化目標分子或者細胞。磁珠富集或者分選相對于其 他的分離手段如離心，層析等傳統的操作，具有分離速度快、量化程度高、成本低、樣品無需 有害或有毒化學試劑處理等優點。
[0003] 實際使用中，根據磁珠微粒的大小可分為微米級和納米級磁珠;根據磁珠的材料 可分為永磁材料或為順磁材料。而磁珠分離的效率實際上受制于產生捕捉磁力的分離磁 場。大部分的常規分離磁場往往設計隨意，未進行精確的磁力計算和磁場布置設計，磁珠在 這樣的磁場中，不同位置受到的磁場強度往往難以進行精確地控制，靠磁鐵近的磁珠長時 間暴露在高強度磁場中，磁珠發生不可逆性聚集，喪失磁性，甚至失去重懸浮能力等;距磁 鐵遠的磁珠所受的磁場作用力微弱，沉降緩慢，需要分離的目標細胞或者分子損失量大。
[0004] 磁珠在磁場中沿吸附力移動的速度受磁珠表面積，溶液的阻滯系數及磁場磁場強 度梯度差影響，在磁珠表面積和溶液阻滯系數固定的情況下，增加磁場強度梯度差，而不是 簡單地增加磁場強度，不僅可提高磁珠的吸附力，還能避免磁珠吸附過于集中。
[0005] 目前普遍使用的磁力分選裝置或分選器等大多并未針對磁珠分選的特性進行設 計，分選的重復率不高，分選效果亦不理想。磁珠分選按照操作形式可以分為靜態分選和流 式分選兩種。
[0006] CN 201220420020.0中，靜態分選裝置因受分選液容器的容量、形狀等限制，對分 選磁場產生裝置的體積、形狀有特定要求。同時，對于分選樣品量大，且分選效率要求高的 情況，難以滿足需求。
[0007] 流式分選因樣品流經位于分選磁場中的管路實現動態分選，更適合于高通量分 選。但目前市場上的流式磁珠細胞分選(富集)儀器非常少。
[0008] EP 0842704A1公開了一種細胞磁珠分選的磁場產生裝置，該裝置由一對二極永磁 體組成，中間包含一個分選柱，分選柱中填充硅膠質形成微孔，細胞分選液流經分選柱進行 細胞分選，分選柱通過手動移出磁場的方式脫離磁場進行重懸浮。該裝置由于本身微孔的 設計的特點，液體流過的速度受到極大限制，細胞分選后洗滌純化效率、分選效果不理想， 且不適用于高通量分選。
[0009] US 20120077267A1公開了一種流過式細胞分選裝置，該裝置所用磁場由多個串聯 式單個磁鐵構成，附著有目的細胞的磁珠會吸附在靠近磁鐵的一側管壁。該裝置中磁珠近 距離靠近磁場，磁珠易發生上述已經闡明的不可逆性聚集現象，從而形成大量的磁珠聚集 團，磁珠失去重新懸浮的能力。
[0010] US 20120034624A1公開了一種震蕩式免疫分析儀，該分析儀設計有一種磁珠捕獲 磁場，該磁場有平行排列的多個條形磁鐵構成，每個磁鐵的磁極方向相同。該磁場僅僅用于 捕獲磁珠結合的樣品，不能對捕獲效率做任何保證。上述裝置由于磁場本身設計局限，無法 對細胞分選的速度和效率作有效保證。

【發明內容】

[0011] 本發明第一方面提供一種用于細胞免疫磁珠分選的裝置，所述裝置包括：
[0012] 驅動單元，用于驅動流體在管道中流動，所述驅動單元具有第一接口和第二接口， 與分別用于混合樣品和磁珠的混合容器的第一接口和第二接口連通；
[0013] 磁力分選單元，用于產生磁力以分選出與磁珠結合的細胞;和
[0014] 控制開關，包括：
[0015] 第一控制開關，用于控制容納緩沖液的容器與所述驅動單元的第一接口之間的連 通；
[0016] 第二控制開關，用于控制容納磁珠的容器與所述驅動單元的第一接口之間的連 通；
[0017] 第三控制開關，用于控制容納樣品的容器與所述驅動單元的第一接口之間的連 通；
[0018] 第五控制開關，用于控制混合容器第一接口與所述驅動單元的第一接口之間的連 通；
[0019] 第六控制開關，用于控制混合容器第二接口與所述驅動單元的第二接口之間的連 通;和
[0020] 第七控制開關，用于控制所述驅動單元的第二接口與收集容器之間的連通。
[0021 ]在某些實施方案中，所述用于細胞免疫磁珠分選的裝置還包括：
[0022] 第八控制開關，用于控制流經第七控制開關的流體進出用于收集未結合磁珠的細 胞樣品的容器;和
[0023] 第九控制開關，用于控制流經第七控制開關的流體進出用于收集目標細胞樣品的 容器。
[0024] 在某些實施方案中，所述用于細胞免疫磁珠分選的裝置還包括：
[0025] 第四控制開關，用于控制容納磁珠分離試劑的容器與所述驅動單元的第一接口之 間的連通;和/或
[0026] 第十控制開關，用于控制流經第七控制開關的流體進出用于收集廢液的容器。
[0027] 在某些實施方式中，所述用于細胞免疫磁珠分選的裝置還包括:溫度模塊，用于控 制混合容器內的溫度。
[0028] 在某些實施方式中，所述用于細胞免疫磁珠分選的裝置還包括控制單元，用于控 制所述裝置按預先設定的方案運行。
[0029] 在某些實施方案中，所述控制單元包括顯示器，用于控制所述裝置按預先設定的 方案運行并實時顯示所述裝置的運行狀態。
[0030] 在某些實施方案中，所述驅動單元為雙向蠕動栗。
[0031] 在某些實施方案中，所述磁力分選單元包括磁力發生單元。
[0032] 在某些實施方案中，所述磁力發生單元為永磁磁鐵。
[0033] 在某些實施方案中，所述用于細胞免疫磁珠分選的裝置包括步進電機，所述磁力 發生單元通過固定裝置與步進電機的聯動桿連接。
[0034]在某些實施方案中，所述磁力分選單元包括兩個分開的磁力發生單元。
[0035]在某些實施方案中，所述磁力分選單元包括磁力噪音消除裝置，用于使磁力在管 道周圍均勻分布。
[0036] 在某些實施方案中，所述控制開關為夾管閥。
[0037] 在某些實施方案中，所述驅動單元、磁力分選單元、控制開關、溫度模塊、控制單元 和步進電機集成于所述裝置的機箱上。
[0038] 本發明第二方面提供一種細胞免疫磁珠分選裝置，所述裝置包括：
[0039] (1)樣品供應單元；
[0040] (2)樣品處理單元；
[00411 (3)磁力分選單元；
[0042] (4)樣品收集單元；
[0043] (5)驅動單元，用于驅動流體在所述管道中流動；
[0044] (6)連通所述樣品供應單元、樣品處理單元、驅動單元、樣品收集單元的管道;和
[0045] (7)控制所述樣品供應單元、樣品處理單元、驅動單元和樣品收集單元之間的連通 的控制開關；
[0046] 其中，所述樣品供應單元包括用于容納緩沖液的容器，用于容納磁珠的容器，和用 于容納細胞樣品的容器；
[0047] 所述樣品處理單元包括混合容器，用于混合細胞樣品和磁珠；
[0048]所述磁力分選單元位于所述樣品處理單元和樣品收集單元之間，包括位于管道四 周、用于提供分選的磁力的磁力發生單元；
[0049] 所述樣品收集單元包括至少兩個容器，其中一個容器用于收集未結合磁珠的非目 標細胞，另一容器用于收集目標細胞。
[0050] 在某些實施方式中，所述分選裝置還包括：
[0051] (8)控制單元，用于控制所述分選裝置按預先設定的方案運行。
[0052]在某些實施方案中，所述控制單元包括顯示器，用于控制所述分選裝置按預先設 定的方案運行并實時顯示所述分選裝置的運行狀態。
[0053]在某些實施方案中，所述目標細胞結合的磁珠已被切除或未被切除。
[0054]在某些實施方案中，所述分選裝置還包括用于容納磁珠分離試劑的容器和/或用 于收集廢液的容器。
[0055] 在某些實施方案中，所述驅動單元具有分別與所述混合容器的第一接口和第二接 口連通的第一接口和第二接口。
[0056] 在某些實施方式中，所述混合容器的第一接口經由第一主管道與所述驅動單元的 第一接口連通，所述混合容器的第二接口經由第二主管道與所述驅動單元的第二接口連 通，所述樣品收集單元經由第三主管道與第二主管道連通。
[0057] 在某些實施方案中，所述用于容納緩沖液的容器、用于容納磁珠的容器、用于容納 細胞樣品的容器和用于容納磁珠分離試劑的容器各自通過第一分支管道、第二分支管道、 第三分支管道和第四分支管道與所述第一主管道連通。
[0058] 在某些實施方案中，所述用于收集未結合磁珠的非目標細胞的容器、用于收集目 標細胞的容器和用于收集廢液的容器各自通過第八分支管道、第九分支管道和第十分支管 道與所述第三主管道連通。
[0059] 在某些實施方式中，所述控制開關包括：
[0060] 第一控制開關，用于控制容納緩沖液的容器與所述驅動單元的第一接口之間的連 通；
[0061] 第二控制開關，用于控制容納磁珠的容器與所述驅動單元的第一接口之間的連 通；
[0062]第三控制開關，用于控制容納樣品的容器與所述驅動單元的第一接口之間的連 通；
[0063] 第五控制開關，用于控制混合容器第一接口與所述驅動單元的第一接口之間的連 通；
[0064] 第六控制開關，用于控制混合容器第二接口與所述驅動單元的第二接口之間的連 通;和
[0065] 第七控制開關，用于