一种循环肿瘤细胞的富集装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种循环肿瘤细胞的富集装置，包括细胞结合池、细胞富集板、细胞收集槽以及气泵；细胞结合池下部设有吹气管；细胞结合池底部设有出液管；细胞富集板包括硅基片以及封接在硅基片上方的聚合物盖板，还包括设置于硅基片下方的磁铁；聚合物盖板位于硅基片的一面设有细胞存储腔；硅基片位于聚合物盖板的一面，在对应于细胞存储腔的位置，设置阿基米德螺旋线结构单元；细胞富集板下方接有陶瓷管；陶瓷管上设有送气管，陶瓷管下方设置细胞收集槽。通过吹气循环，利于细胞与带有抗体的磁性纳米粒子结合均匀稳定，通过阿基米德螺旋线结构单元形成流体阻碍，减缓流体流动，并结合出口处的逆向气流，实现循环肿瘤细胞的捕捉和富集。
【专利说明】
一种循环肿瘤细胞的富集装置
技术领域
[0001]本实用新型属于细胞检测技术领域，具体涉及一种循环肿瘤细胞的富集装置。
【背景技术】
[0002]循环肿瘤细胞又称CTC，是指通过血管壁进入外周血的肿瘤细胞，每1000个CTC中就有I个能够形成转移癌，因此检测CTC具有重要的临床应用价值。但是现有方法的CTC检测灵敏度依然有待于提高，据临床结果，目前仅有不到三成的乳腺癌患者中检测出了CTC。同时，利用磁光上转换复合纳米粒子的共价结合的方式将抗体分子修饰到磁光上转换复合纳米粒子表面而成为抗体标记的光磁复合纳米材料，从而可以对肿瘤细胞识别和标记。光磁复合纳米材料与CTC的复合过程对检测结果有十分重要的影响，因此需要研发新的设备，不仅能够在富集过程利于CTC富集，而且有利于磁纳米粒子与CTC的混合。
【发明内容】
[0003]为了克服现有的CTC富集方法的不足，本实用新型提供了一种循环肿瘤细胞的富集装置，通过吹气循环，使得细胞混悬液发生周向运动，从而利于细胞与带有抗体的磁性纳米粒子结合均匀稳定，通过阿基米德螺旋线结构单元形成流体阻碍，减缓流体流动，并结合出口处的逆向气流，最大程度增加细胞的富集;实现循环肿瘤细胞的捕捉和富集，从而可进行成像和检测，可以高灵敏度的检测CTC，保证检测结果准确。
[0004]为达到上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案是:一种循环肿瘤细胞的富集装置，包括细胞结合池、细胞富集板、细胞收集槽以及气栗;细胞结合池下部设有吹气管，吹气管距离细胞结合池底部的高度为细胞结合池高度的十分之一至三分之一;吹气管的出气口位于细胞结合池内侧壁;吹气管与气栗相连;细胞结合池底部设有出液管；出液管上设有截止阀；细胞富集板包括硅基片以及封接在硅基片上方的聚合物盖板，还包括设置于硅基片下方的磁铁;聚合物盖板位于硅基片的一面设有细胞存储腔;硅基片位于聚合物盖板的一面，在对应于细胞存储腔的位置，设置阿基米德螺旋线结构单元;所述阿基米德螺旋线结构单元中，阿基米德螺旋线的圈数为2?4，起始半径为0.02?0.08微米，螺旋线间距为
0.15?0.19微米，螺旋线宽度为0.06?0.09微米，螺旋线高度为0.02?0.04微米;每个阿基米德螺旋线结构单元周期为0.4?0.48微米;细胞富集板设有流体出口与流体入口，流体入口与出液管相接，流体出口下方接有陶瓷管;陶瓷管上接近流体出口的位置设有送气管，送气管与气栗相连;所述送气管的出气口位于陶瓷管内侧壁;陶瓷管下方设置细胞收集槽。
[0005]本实用新型中，所述细胞收集槽外侧壁设有振动器;防止物质沉底，利于缓冲液体系的再次利用。吹气管距离细胞结合池底部的高度为细胞结合池高度的八分之一至五分之一。吹气管距离细胞结合池底部的高度是指吹气管出气口的中心点距离细胞结合池底面的距离，气体有气栗从吹气管吹向细胞结合池内，带动缓冲液体系旋转，通过吹气循环，使得细胞混悬液发生周向运动，从而利于细胞与带有抗体的磁性纳米粒子结合均匀稳定，克服了现有技术无法通过搅拌等手段混匀细胞与带有抗体的磁性纳米粒子的问题;通过限定吹气管的高度，可以有效吹动整个缓冲液体系旋转，增加细胞的结合稳定性、均匀性。
[0006]本实用新型中，所述细胞存储腔的面积为聚合物盖板面积的80%?85%，提高了检测效率，同时不会对设备强度产生不利。硅基片、聚合物盖板材料为现有的，硅基片位于聚合物盖板的一面，设置阿基米德螺旋线结构单元区域，对应于细胞存储腔;这样流体体系流经细胞存储腔，硅基片上的阿基米德螺旋线结构单元区域捕捉富集循环肿瘤细胞，通过阿基米德螺旋线结构单元形成流体阻碍，减缓流体流动，提高磁铁吸附率。通过磁铁可以有效增加循环肿瘤细胞的富集率，因为磁铁对磁性纳米粒子有一定的磁力，优选的，本实用新型中，所述磁铁由第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁组成所述磁铁。不是独立一块，有利于流体流动的同时提尚循环肿瘤细胞的富集，避免遗漏;进一步优选的，第一磁铁的磁力为800尚斯;第二磁铁的磁力为1000高斯;第二磁铁的磁力为1200高斯;第一磁铁接近流体入口；第三磁铁接近流体出口 ；第二磁铁位于第一磁铁与第二磁铁之间。即从流体入口至流体出口，磁铁磁力逐步提高，有利于磁性粒子的逐步吸附，避免局部团聚导致的吸附不均。
[0007]本实用新型优选的，所述出液管为Z型出液管，避免直管导致的流速过快问题，可以提高循环细胞的富集效果。优选的，所述送气管的出气口朝着流体出口。气栗出气从送气口进入陶瓷管，对流体出口的流体形成一定的衬托力，减缓流体流速提高磁力吸附，同时不会造成流体堵塞问题，优选出气口的朝向，为了进一步提高吹起气流的效果，出口处的逆向气流，最大程度增加细胞的富集。
[0008]优选的，所述阿基米德螺旋线结构单元中，起始半径为0.04?0.06微米，螺旋线间距为0.17?0.16微米，螺旋线宽度为0.07?0.08微米。阿基米德螺旋线结构单元是循环肿瘤细胞的停留区域，其既要保证流体流速，又要防止流体过快导致循环肿瘤细胞跑漏，通过本实用新型的设计，通过阿基米德螺旋线结构单元形成流体阻碍，减缓流体流动，并结合出口处的逆向气流，最大程度增加细胞的富集，实现循环肿瘤细胞的捕捉和富集。
[0009]由于上述技术方案的运用，本实用新型具有以下优点:
[0010](I)本实用新型首次公开了一种细胞与磁性粒子混合、细胞富集等一体化装置，SP混即用，最大程度的保证磁性粒子结合循环肿瘤细胞的效果，通过吹气设计结合截止阀，可以控制流体流速，有效提高循环肿瘤细胞的富集效果。
[0011](2)本实用新型公开的循环肿瘤细胞的富集装置基于阿基米德螺旋线结构单元，显著地提高了捕捉CTC的效率;并结合出口处的逆向气流与磁铁，最大程度增加细胞的富集，实现循环肿瘤细胞的捕捉和富集，通过洗脱分离收集到CTC，用于分子检测。
【附图说明】
[0012]图1为实施例一循环肿瘤细胞的富集装置的结构示意图；
[0013]图2为实施例一聚合物盖板的结构示意图；
[0014]图3为实施例一娃基片的结构不意图；
[0015]其中，细胞结合池1、细胞富集板2、细胞收集槽3、气栗4、吹气管5、出液管6、截止阀7、硅基片8、聚合物盖板9、第一磁铁1、第二磁铁11、第三磁铁12、流体出口 13、流体入口 14、陶瓷管15、送气管16、振动器17、细胞存储腔18、阿基米德螺旋线结构单元区域19。
【具体实施方式】
[0016]实施例一
[0017]参见附图1，循环肿瘤细胞的富集装置的结构示意图，包括细胞结合池1、细胞富集板2、细胞收集槽3以及气栗4;细胞结合池下部设有吹气管5，吹气管距离细胞结合池底部的高度为细胞结合池高度的六分之一；吹气管的出气口位于细胞结合池内侧壁;吹气管与气栗相连;细胞结合池底部设有直型出液管6;出液管上设有截止阀7;细胞富集板包括硅基片8以及封接在硅基片上方的聚合物盖板9，还包括设置于硅基片下方的磁铁，磁铁由第一磁铁10、第二磁铁11、第三磁铁12组成，第一磁铁的磁力为800高斯，第二磁铁的磁力为1000高斯，第二磁铁的磁力为1200高斯，第一磁铁接近流体入口，第三磁铁接近流体出口，第二磁铁位于第一磁铁与第二磁铁之间；细胞富集板设有流体出口与流体入口 14，流体入口与出液管相接，流体出口下方接有陶瓷管15;陶瓷管上接近流体出口的位置设有送气管16，送气管与气栗相连(连接为现有方式，为了简洁，附图未标出)；送气管的出气口位于陶瓷管内侧壁，朝着流体出口；陶瓷管下方设置细胞收集槽，细胞收集槽外侧壁设有振动器17。
[0018]参见附图2，聚合物盖板设有流体入口14以及细胞存储腔18，位于硅基片的一面，细胞存储腔的面积为聚合物盖板面积的85%;流体出口与流体入口分别与陶瓷管、出液管连通。
[0019]参见附图3，硅基片设置阿基米德螺旋线结构单元区域19、流体出口13，位于聚合物盖板的一面，对应于细胞存储腔的位置;阿基米德螺旋线结构单元中，阿基米德螺旋线的圈数为3，起始半径为0.05微米，螺旋线间距为0.17微米，螺旋线宽度为0.08微米，螺旋线高度为0.03微米;每个阿基米德螺旋线结构单元周期为0.45微米。
[0020]实施例二
[0021]循环肿瘤细胞的富集装置包括细胞结合池、细胞富集板、细胞收集槽以及气栗;细胞结合池下部设有吹气管，吹气管距离细胞结合池底部的高度为细胞结合池高度的八分之一;吹气管的出气口位于细胞结合池内侧壁;吹气管与气栗相连;细胞结合池底部设有Z型出液管；出液管上设有截止阀；细胞富集板包括硅基片以及封接在硅基片上方的聚合物盖板，还包括设置于硅基片下方的磁铁，磁铁由第一磁铁、第二磁铁、第三次磁铁组成，第一磁铁的磁力为800高斯，第二磁铁的磁力为1000高斯，第二磁铁的磁力为1200高斯，第一磁铁接近流体入口，第三磁铁接近流体出口，第二磁铁位于第一磁铁与第二磁铁之间;细胞富集板设有流体出口与流体入口，流体入口与出液管相接，流体出口下方接有陶瓷管;陶瓷管上接近流体出口的位置设有送气管，送气管与气栗相连(连接为现有方式，为了简洁，附图未标出)；送气管的出气口位于陶瓷管内侧壁，朝着流体出口；陶瓷管下方设置细胞收集槽，细胞收集槽外侧壁设有振动器。聚合物盖板设有流体入口与流体出口以及细胞存储腔，位于硅基片的一面，细胞存储腔的面积为聚合物盖板面积的80%;流体出口与流体入口分别与陶瓷管、出液管连通。硅基片设置阿基米德螺旋线结构单元，位于聚合物盖板的一面，对应于细胞存储腔的位置;阿基米德螺旋线结构单元中，起始半径为0.04微米，螺旋线间距为
0.16微米，螺旋线宽度为0.07微米，阿基米德螺旋线的圈数为4，螺旋线高度为0.03微米，每个阿基米德螺旋线结构单元周期为0.46微米。
[0022]在检测循环肿瘤细胞之前，先用去离子水及缓冲液洗涤装置，再将样品通入，保证细胞被捕捉时的条件都相同。首先将抗体标记的磁米材料加入带有循环肿瘤细胞缓冲液的细胞结合池中，开启吹气，得到细胞混悬液流体;然后开启截止阀，混悬液从流体入口流入细胞存储腔，在阿基米德螺旋线结构单元与磁铁、逆气流的作用下，结合上磁性纳米材料的循环肿瘤细胞被捕捉富集;然后通过现有方式可以计算出循环肿瘤细胞的捕获效率，比如小动物成像系统。本实用新型的装置(实施例一、实施例二)对循环肿瘤细胞的富集效率为91%以上。
【主权项】
1.一种循环肿瘤细胞的富集装置，包括细胞结合池、细胞富集板、细胞收集槽以及气栗;细胞结合池下部设有吹气管，吹气管距离细胞结合池底部的高度为细胞结合池高度的十分之一至三分之一;吹气管的出气口位于细胞结合池内侧壁;吹气管与气栗相连;细胞结合池底部设有出液管；出液管上设有截止阀；细胞富集板包括硅基片以及封接在硅基片上方的聚合物盖板，还包括设置于硅基片下方的磁铁;聚合物盖板位于硅基片的一面设有细胞存储腔;硅基片位于聚合物盖板的一面，在对应于细胞存储腔的位置，设置阿基米德螺旋线结构单元;所述阿基米德螺旋线结构单元中，阿基米德螺旋线的圈数为2?4，起始半径为0.02?0.08微米，螺旋线间距为0.15?0.19微米，螺旋线宽度为0.06?0.09微米，螺旋线高度为0.02?0.04微米;每个阿基米德螺旋线结构单元周期为0.4?0.48微米;细胞富集板设有流体出口与流体入口，流体入口与出液管相接，流体出口下方接有陶瓷管；陶瓷管上接近流体出口的位置设有送气管，送气管与气栗相连;所述送气管的出气口位于陶瓷管内侧壁；陶瓷管下方设置细胞收集槽。2.根据权利要求1所述循环肿瘤细胞的富集装置，其特征在于:所述细胞收集槽外侧壁设有振动器。3.根据权利要求1所述循环肿瘤细胞的富集装置，其特征在于:所述吹气管距离细胞结合池底部的高度为细胞结合池高度的八分之一至五分之一。4.根据权利要求1所述循环肿瘤细胞的富集装置，其特征在于:所述细胞存储腔的面积为聚合物盖板面积的80%?85%。5.根据权利要求1所述循环肿瘤细胞的富集装置，其特征在于:所述磁铁由第一磁铁、第二磁铁、第三磁铁组成所述磁铁;第一磁铁接近流体入口 ；第三磁铁接近流体出口；第二磁铁位于第一磁铁与第二磁铁之间。6.根据权利要求5所述循环肿瘤细胞的富集装置，其特征在于:第一磁铁的磁力为800尚斯;第一.磁铁的磁力为1000尚斯;第一■磁铁的磁力为1200尚斯。7.根据权利要求1所述循环肿瘤细胞的富集装置，其特征在于:所述出液管为Z型出液管;所述送气管的出气口朝着流体出口。8.根据权利要求1所述循环肿瘤细胞的富集装置，其特征在于:所述阿基米德螺旋线结构单元中，起始半径为0.04?0.06微米，螺旋线间距为0.17?0.16微米，螺旋线宽度为0.07?0.08微米。
【文档编号】C12M1/42GK205710713SQ201620623971
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月14日
【发明人】郭惠
【申请人】陕西中医药大学