本实用新型属于医学器械领域,具体涉及一种细胞吸印富集与吸印染色一体化反应装置,主要用于体液(血液、尿液、胸腹水、脑脊液、关节积液、唾液、痰液、分泌物、咽喉及宫颈拭子等)中的有核细胞(恶性肿瘤细胞、血液病细胞、心血管脱落细胞、母体血胎儿细胞及微生物细胞)等的吸印富集与吸印染色鉴定,具有重要的临床应用价值。
背景技术:
目前,从体液中富集有核病理细胞,其中主要手段为:(1)基于ctc(外周血肿瘤细胞)依赖抗体捕获富集血液中的恶性细胞:由于恶性细胞抗原表达的差异性或缺失、捕获效率差异性很大(有时相当低),可能出现较多的假阳性或假阴性;(2)采用依赖细胞大小iset式的细胞过滤截留技术富集ctc,由于采用正压和负压驱动或吸引液体中的细胞通过微孔膜,其细胞被压力或吸引力被动的积压和积压在微孔膜表面、可改变或破坏细胞的形态结构、或堵塞微孔膜、或穿透微孔膜进入废弃液中,导致不能准确的染色鉴定或漏检,出现假阳性或假阴性;(3)脱落细胞检查:采集的目标细胞少,杂细胞多,难以准确灵敏的检测鉴定体液中已出现的病理细胞。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于提供一种细胞吸印富集与吸印染色一体化反应装置,基于微孔膜的毛细微滤反应方法与反应装置,不依赖于抗体,通过微孔膜毛细微滤装置来富集截留体液中的有核病理细胞;并在富集截留有核病理细胞的微孔膜上进行细胞化学、细胞免疫学和细胞遗传学反应,通过毛细微滤装置吸收反应过的液体或洗涤液体,完成细胞的富集与鉴定程序。对体液中出现的恶性细胞、心血管脱落细胞、母体血胎儿细胞及微生物细胞吸印与富集。
根据本实用新型的一种细胞吸印富集与吸印染色一体化反应装置,包括微孔膜,微孔膜设有固定件,固定件上设有反应槽;反应槽上设有上盖;固定件的一侧设有可升降载物台,固定件下方设置有存储仓;所述的存储仓中充填有吸水物质。
所述的微孔膜具体为聚碳酸酯膜、聚醚砜膜、硝酸纤维素薄膜等。在优选实施例中,微孔膜还可以设置有刚性膜支持物,如硅片网、金属网等。
所述的微孔膜与固定件相连接;所述的固定件为普通玻片式:将两片玻片制孔,将微孔膜粘着或夹在孔中间,用环形垫支撑夹紧微孔膜(防止细胞和反应液泄露);其中一玻片上粘结有待盛液体的反应槽,用于加体液或反应液。
所述的微孔膜与固定件相连接;所述的固定件为3d打印玻片式:分有适当孔径的上下两片,上片直接在孔的上方打印待盛液体的反应槽,将微孔膜粘在或夹在上下片的两孔之间,用环形垫支撑夹紧微孔膜。
所述的反应槽的内径与微孔膜的直径相等。
所述的反应槽的外径与上盖的内径相等。
所述的反应槽的高度与上盖的高度之比为1:(1.1~1.2)。
所述的存储仓的内径与反应槽内径的比值为(1.5~1.6):1。
所述的固定件通过插口连接可升降载物台。
所述的体液中有核细胞吸印富集与吸印染色一体化反应装置还包括底座,所述的可升降载物台与底座连接;所述的存储仓设置在底座中。
所述的微孔膜、反应槽、存储仓上下同轴设置。
所述的吸水物质包括吸水纸(包括滤纸、卫生巾、卫生纸等)、吸水海绵、吸水树脂或吸水棉等。
相对于现有技术,本实用新型的有益效果为:
从体液中检测这些感染的病原微生物,目前主要是采用培养、涂片免疫学方法进行检测与鉴定,其中培养与后续鉴定时间长、操作较为复杂,特别是不适宜用于急诊和icu(重症监护病房)病人标本检验。如应用抗生素等还可导致病原体变异,难以检出。涂片检测灵敏度低。免疫学检测一般是检测病原的抗体(抗原量相对较低、难以检出),难以做到早期检验与早期诊断。
本装置实际上就是一个有核细胞富集与染色一体化实验室,由吸水物质部分来吸取接收和驱动样品液与反应液体流动,反应液覆盖、混悬细胞液体,由微孔膜过滤截留目标物(恶性细胞、病原生物),通过吸水物质吸收、驱动样品和反应液体,在微孔膜上完成一切反应。
(1)基于吸水物质吸取截留物质:细胞悬液通过微孔膜时,由于采用吸引过滤截留方式,使大于膜孔径的细胞截留在反应容器内,吸附于膜面。由于吸水物质吸引速度稳定、吸引力度柔和、缓慢基本无压力,使细胞贴服于膜的表面。
(2)低速过滤截留:低速过滤截留其剪切力小,不破坏细胞的形态结构。
(3)可设定吸印反应时间:使反应物(抗原抗体、标记物等试剂)与细胞充分接触并持续反应一定的时间,达到充分反应并反应完全增加检测灵敏度之目的。
(4)可设定洗涤时间和洗涤次数:充分的洗涤可除去非特异性物质或未结合剩余的反应物,增加检测反应的特异性。
(5)微孔膜的应用:因为膜的孔径是基于检验物质的直径大小而指定的(如检测ctc时给定膜的孔径一般为8um,检测白血病细胞时给定膜的孔径一般为5um,检测结核杆菌时给定膜的孔径一般为0.8um,其它微生物细胞截留的微孔膜孔径根据需要而应用,蛋白质芯片检测抗原、病原体或抗体用0.4um的硝酸纤维素膜。)
(6)物理方式捕获富集多类恶性细胞(癌细胞、肉瘤细胞、血液病细胞和黑色素瘤细胞)和病原生物包括细菌、真菌、寄生虫及病毒等致病生物。
(7)检测标本种类多、包括血液、尿液、唾液、脑脊液、胸腹水等,几乎概括了人和动物所有能取得的检测样本。
(8)简便快速、在2小时内可得到细胞病理学或病原学检测结果。
本实用新型基于检测体液中的恶性细胞和病原生物,发明有核细胞富集与染色一体化装置用于体液中(特别是血液)的恶性细胞和病原生物的捕获富集与染色鉴定。达到对体液中出现的恶性细胞的早期检测和鉴定、指导临床用药、检测转移和复发的目的。达到早期准确检测和鉴定病原生物,用于感染性疾病的急诊检验、icu病人的即刻检验、重大公共传染病的及时筛查等目的。
附图说明
图1为本实用新型提供的细胞吸印富集与吸印染色一体化反应装置的结构示意图。
图2为本实用新型提供的细胞吸印富集与吸印染色一体化反应装置的微孔膜结构示意图。
其中:1为微孔膜、2为固定件、3为可升降载物台、4为底座、5为存储仓、6为反应槽、7为上盖、8为插口、10为细胞、11为渗透孔。
具体实施方式
下面通过附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明,本领域技术人员应该理解,如下所述并不用于对本实用新型作出任何限制。
参见图1,一种细胞吸印富集与吸印染色一体化反应装置,包括微孔膜1,微孔膜1设有固定件2,固定件2上设有反应槽6;反应槽6上设有上盖7;固定件2的一侧设有可升降载物台3,固定件2下方设置有存储仓(吸水装置)5;存储仓5中充填有吸水物质。可升降载物台3与底座4连接;存储仓5设置在底座4中。
具体情况下,微孔膜1、反应槽6、存储仓5上下同轴设置(或对齐设置)。反应槽6的内径与微孔膜1的直径相等。反应槽6的外径与上盖7的内径相等。反应槽6的高度与上盖7的高度之比为1:(1.1~1.2)。存储仓5的内径与反应槽6内径的比值为(1.5~1.6):1。
具体参见图2,微孔膜1具体可以为聚碳酸酯膜、聚醚砜膜、硝酸纤维素薄膜等,微孔膜1具有渗透孔11,其孔径通常为3-8微米,具体视所要截留富集的有核细胞10的大小而定。
微孔膜1与固定件2相连接。固定件2可以采用以下两种方式制成:
(1)普通玻片式:将两片玻片制孔,将微孔膜1粘着或夹在孔中间,用环形垫支撑夹紧微孔膜1;其中一玻片上粘结有待盛液体的反应槽6,用于加体液或反应液。
(2)3d打印玻片式:分有适当孔径的上下两片,上片直接在孔的上方打印盛液体的反应槽6,将微孔膜1粘在或夹在上下片的两孔之间,用环形垫支撑夹紧微孔膜1。
上述普通玻片式或3d打印玻片式的固定件2的材质可以是高分子材料、金属材料、陶瓷或复合材料等。
固定件2通过插口8连接可升降载物台3。可升降载物台3可以采用电动控制、气动控制或液压控制方式进行升降。
吸水物质(吸收材料)具体可以为吸水纸(包括滤纸、卫生巾、卫生纸等)、吸水海绵、吸水树脂或吸水棉。
下面通过具体实施例来介绍利用本实用新型的反应装置进行细胞富集和吸印染色一体化的方法。
实施例1:外周全血ctc吸印富集与吸印免疫荧光染色
从目前的文献和试剂工作看,ctc包括循环血液中的癌细胞、肉瘤细胞和黑色素瘤细胞等恶性细胞(还可加血液病细胞)。因此,捕获富集与染色鉴定血液中ctc具有重要的临床意义。
(1)视实验细胞的大小选择固定好的微孔膜装置,一般选择5微米的聚碳酸酯膜(可以是8微米或3微米)的固定装置,安装放置在装有吸水材料的吸水装置上。
(2)在微孔膜上加入适量的微孔膜活化液,待吸滤。
(3)在微孔膜上加入适量的细胞悬浮液悬浮的全血,吸印富集截留有核细胞。
(4)在微孔膜上加入适量的红细胞裂解液,裂解微孔膜上的少许红细胞。
(5)在微孔膜上加入适量的细胞悬液,洗涤微孔膜。
(6)加入甲醇固定目标细胞,脱离吸水装置。时间5-10分钟后,压盖于吸水装置上吸滤液体。
(7)脱离吸水装置。加入0.1-0.2%的tritonx100和1-10%的bsa(或小牛血清),通透和封闭细胞及微孔膜。时间10-30分钟,压盖于吸水装置上吸滤液体。
(8)脱离吸水装置。加入单克隆荧光标记抗体,染色30-60分钟,压盖于吸水装置上吸滤液体。
(9)脱离吸水装置。加入dapi复染5-10分钟,压盖于吸水装置上吸滤液体。再加ph7.20.01mol/lpbs洗涤1-3次,吸滤。
(10)荧光显微镜或共聚焦显微镜观察结果。
(11)也可将富集截留捕获的ctc进一步做基因检测与分析。
实施例2:外周血裂解红细胞后做ctc吸印富集与吸印免疫荧光染色
该实施例与实施例1不同的是,先将血液用红细胞裂解液处理,裂解红细胞,然后(1)将裂解红细胞后的液体按实施例1的吸印染色程序进行吸印富集与吸印染色;或(2)将裂解红细胞后的液体12000转/分离心5分钟,吸净液体后,加入细胞悬浮液按实施例1进行吸印富集与吸印染色。
实施例3:外周血ctc吸引富集与吸印化学染色
(1)视实验细胞的大小选择固定好的微孔膜装置,一般选择5微米的聚碳酸酯膜(可以是8微米或3微米)的固定装置,安装放置在装有吸水材料的吸水装置上。
(2)在微孔膜上加入适量的微孔膜活化液,待吸滤。
(3)在微孔膜上加入适量的细胞悬浮液悬浮的全血,吸印富集截留有核细胞。
(4)在微孔膜上加入适量的红细胞裂解液,裂解微孔膜上的少许红细胞。
(5)在微孔膜上加入适量的细胞悬液,洗涤微孔膜。
(6)甲醇固定目标细胞,脱离吸水装置。时间5-10分钟后,压盖于吸水装置上吸滤液体。
(7)脱离吸水装置。加入瑞吉氏染液染1-3分钟,加pbs缓冲液染色5-20分钟。吸弃染色液,加pbs液洗涤1-3次。
(8)普通光学显微镜观察结果。
(9)必要时,将血液用红细胞裂解液处理,裂解红细胞,然后(1)将裂解红细胞后的液体按实施例1的吸印染色程序进行吸印富集与吸印染色;或(2)将裂解红细胞后的液体12000转/分离心5分钟,吸净液体后,加入细胞悬浮液,按本实施例进行化学染色。
(10)也可将富集截留捕获的ctc进一步做基因检测与分析。
实施例4:胸、腹水恶性肿瘤细胞吸印富集与吸印免疫荧光染色
(1)视实验细胞的大小选择固定好的微孔膜装置,一般选择5微米的聚碳酸酯膜(可以是8微米或3微米)的固定装置,安装放置在装有吸水材料的吸水装置上。
(2)在微孔膜上加入适量的微孔膜活化液,待吸滤。
(3)在微孔膜上加入适量的细胞悬浮液悬浮的胸腹水,吸印富集截留有核细胞。
注释:如胸、腹水量大,先将胸、腹水离心沉淀细胞,取沉淀加入适量细胞悬浮液悬浮细胞,然后加入微孔膜上吸印富集有核细胞。
(4)在微孔膜上加入适量的红细胞裂解液,裂解微孔膜上的少许红细胞。
(5)在微孔膜上加入适量的细胞悬液,洗涤微孔膜。
(6)加入甲醇固定目标细胞,脱离吸水装置。时间5-10分钟后,压盖于吸水装置上吸滤液体。
(7)脱离吸水装置。加入0.1-0.2%的tritonx100和1-10%的bsa(或小牛血清),通透和封闭细胞及微孔膜。时间10-30分钟,压盖于吸水装置上吸滤液体。
(8)脱离吸水装置。加入单克隆荧光标记抗体,染色30-60分钟,压盖于吸水装置上吸滤液体。
(9)脱离吸水装置。加入dapi复染5-10分钟,压盖于吸水装置上吸滤液体。再加ph7.20.01mol/lpbs洗涤1-3次,吸滤。
(10)荧光显微镜或共聚焦显微镜观察结果。
(11)也可将富集截留捕获的ctc进一步做基因检测与分析。
实施例5:宫颈拭子或宫颈刮片癌细胞的捕获富集与染色鉴定
宫颈癌是妇科常见恶性肿瘤,用宫颈拭子或宫颈刮片检测宫颈癌细胞,早期筛查和早期诊断宫颈癌、指导用药,具有重要的临床应用价值。
(1)一般选择5微米的聚碳酸酯膜固定装置,安装放置在装有吸水材料的吸水装置上。
(2)在微孔膜上加入适量的微孔膜活化液,待吸滤。
(3)在微孔膜上加入适量的细胞悬浮液悬浮宫颈拭子或宫颈刮片的细胞液,吸印富集截留有核细胞。
(4)在微孔膜上加入适量的红细胞裂解液,裂解微孔膜上的少许红细胞。
(5)在微孔膜上加入适量的细胞悬液,洗涤微孔膜。
(6)加入甲醇固定目标细胞,脱离吸水装置。时间5-10分钟后,压盖于吸水装置上吸滤液体。
(7)脱离吸水装置。加入0.1-0.2%的tritonx100和1-10%的bsa(或小牛血清),通透和封闭细胞及微孔膜。时间10-30分钟,压盖于吸水装置上吸滤液体。
(8)脱离吸水装置。加入单克隆荧光标记抗体,染色30-60分钟,压盖于吸水装置上吸滤液体。
(9)脱离吸水装置。加入dapi复染5-10分钟,压盖于吸水装置上吸滤液体。再加ph7.20.01mol/lpbs洗涤1-3次,吸滤。
(10)荧光显微镜或共聚焦显微镜观察结果。
(11)也可将富集截留捕获的ctc进一步做基因检测与分析。
实施例6:体液(血液、脑脊液、胸水等)中结核杆菌的检测
(1)用edta抗凝管,采集血液2-5毫升,待血液红细胞自然沉降,吸取血浆;或抗凝血1000-2000转/分离心5-15分钟,吸取血浆。
(2)加入适量的细胞悬浮液悬浮血细胞体积至原体积,加无水乙醇至70%浓度,室温30分钟,杀灭细胞中的结核杆菌。然后离心,加细胞悬浮液至原体积。
(3)将血浆、胸水、脑脊液等加入2-10%次氯酸钠溶液,与血浆、脑脊液和胸水的比例2-6:1,室温30分,杀灭结核杆菌。4000-10000转/分离心一定时间,沉淀结核杆菌。
(4)将悬浮的血细胞1毫升或胸水、脑脊液用适量的细胞悬浮液悬浮。
(5)血浆、胸水、脑脊液用0.8微米在微孔膜;血细胞用5微米微孔膜。在微孔膜上加入适量的细胞悬液,洗涤微孔膜。
(6)加入甲醇固定目标细胞,脱离吸水装置。时间5-10分钟后,压盖于吸水装置上吸滤液体。
(7)脱离吸水装置。加入0.1-0.2%的tritonx100和1-10%的bsa(或小牛血清),通透和封闭细胞及微孔膜。时间10-30分钟,压盖于吸水装置上吸滤液体。
(8)脱离吸水装置。加入单克隆荧光标记抗体,染色30-60分钟;或加入金胺o荧光染料染色10-20分。加压盖于吸水装置上吸滤液体。
(9)脱离吸水装置。加入dapi复染5-10分钟,压盖于吸水装置上吸滤液体。再加ph7.20.01mol/lpbs洗涤1-3次,吸滤。
(10)荧光显微镜或共聚焦显微镜观察结果。
(11)也可将截留捕获的结核杆菌进一步做基因检测或基因药敏试验;也可将截留捕获的结核杆菌做抗酸染色。
(12)荧光显微镜观察结核杆菌的形态与荧光颜色。
本实用新型的有益效果和创新点为:
(1)基于吸水物质吸取截留物质:细胞悬液通过微孔膜时,由于采用吸引过滤截留方式,使大于膜孔径的细胞截留在反应容器内,吸附于膜面。由于吸水物质吸引速度稳定、吸引力度柔和、缓慢基本无压力,使细胞贴服于膜的表面。
(2)低速过滤截留:低速过滤截留其剪切力小,不破坏细胞的形态结构。
(3)可设定吸印反应时间:使反应物(抗原抗体、标记物等试剂)与细胞充分接触并持续反应一定的时间,达到充分反应并反应完全增加检测灵敏度之目的。
(4)可设定洗涤时间和洗涤次数:充分的洗涤可除去非特异性物质或未结合剩余的反应物,增加检测反应的特异性。
(5)微孔膜的应用:因为膜的孔径是基于检验物质的直径大小而指定的,如检测ctc时给定膜的孔径一般为8um,检测白血病细胞时给定膜的孔径一般为5um,检测结核杆菌时给定膜的孔径一般为0.8um,其它微生物细胞截留的微孔膜孔径根据需要而应用,蛋白质芯片检测抗原、病原体或抗体用0.4um的硝酸纤维素膜。
(6)物理方式捕获富集多类恶性细胞(癌细胞、肉瘤细胞、血液病细胞和黑色素瘤细胞)和病原生物包括细菌、真菌、寄生虫及病毒等致病生物。
(7)检测标本种类多、包括血液、尿液、唾液、脑脊液、胸腹水等,几乎概括了人和动物所有能取得的检测样本。
(8)简便快速、在2小时内可得到细胞病理学或病原学检测结果。
本实用新型基于检测体液中的恶性细胞和病原生物,发明有核细胞富集与染色一体化装置用于体液中(特别是血液)的恶性细胞和病原生物的捕获富集与染色鉴定。达到对体液中出现的恶性细胞的早期检测和鉴定、指导临床用药、检测转移和复发的目的。达到早期准确检测和鉴定病原生物,用于感染性疾病的急诊检验、icu病人的即刻检验、重大公共传染病的及时筛查等目的。