稀有细胞自动化捕获设备的制造方法

文档序号:8425710阅读:689来源:国知局
稀有细胞自动化捕获设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物及医学检测领域,特别涉及一种稀有细胞自动化捕获设备。
【背景技术】
[0002]人外周血中的循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cell,CTC)是一类数量稀少却具有重要临床意义的稀有细胞,它是指从肿瘤病灶脱离并播散进入人外周血循环的肿瘤细胞,并在一定条件下可发展为肿瘤转移性病灶。通常地,循环肿瘤细胞提示了人体内肿瘤的存在以及可能的转移。由于临床上超过90%的癌症死亡都是由转移造成的,而循环肿瘤细胞提供了人体内除了肿瘤病灶以外的肿瘤转移性病灶的来源,因此,从血液中捕获并检测循环肿瘤细胞越来越引起人们的重视。
[0003]然而,循环肿瘤细胞在外周血中含量极少,每1mL血液可能仅含几个到几十个循环肿瘤细胞,却有多达约I亿个白细胞和500亿个红细胞,因此,从外周血中快速、高效的分离循环肿瘤细胞是后续对循环肿瘤细胞计数、以及分子、功能分析的前提。
[0004]目前唯一获得美国食品药品管理局(FDA)批准的循环肿瘤细胞检测设备是强生的CellSearch?系统,其被批准应用于检测转移性乳腺癌、前列腺癌及结直肠癌患者的预后评估与生存期预测(Cristofanilli M, Budd T, Ellis MJ, et al.N.Engl.J.Med.2004, 351, 781-791 ;Riethdorf S, Fritsche H, Muller V, et al.Clin.Cancer Res.2007, 13, 920-928 ;Cohen SJ, Punt CJA, Iannotti N, et al.J.Clin.0ncol.2008, 25,3203-32120)。CellSearch?系统是一种基于磁珠分离技术而开发出的循环肿瘤细胞检测设备,它利用标记有针对上皮细胞黏着分子(Epithelial Cell Adhes1nMolecule,EpCAM)抗体的磁性颗粒进行循环肿瘤细胞的捕获,但其捕获效率较低,且存在大量白细胞的非特异性吸附。
[0005]近年来,以微流控芯片技术为基础发展出了一系列的循环肿瘤细胞芯片捕获技术,其特殊几何设计的微通道大大增加了循环肿瘤细胞与负载有抗体的捕获表面的接触几率,提高了循环肿瘤细胞的捕获效率,如微柱阵列芯片(Nagrath S,SequistLV,Maheswaran S,et al.Nature 2007,450, 1224-1229 ;Maheswaran S,SequistLV, Nagrath S,et al.N.Engl.J.Med.2008,359,366-377)、具有周期性表面凹凸结构的“鱼骨型”芯片(Stott SL, Hsu C-H, Tsukrov DI, et al.Proc.Natl.Acad.Sc1.U.S.A.2010, 107, 18392-18397)等,继而,芯片在完成细胞捕获后,通过传统的细胞固定、透膜、免疫荧光染色的方法将捕获到的循环肿瘤细胞与非特异性吸附到芯片上的白细胞区分开,从而实现循环肿瘤细胞的鉴定与计数。如果采用微流控芯片技术,实施循环肿瘤细胞的捕获将具有良好的经济效益和社会效益。
[0006]然而,已有的循环肿瘤细胞检测设备通常都是基于磁球分离技术,不但循环肿瘤细胞的捕获效率低,而且设备操作繁琐、复杂,更重要的是,这些设备和技术尚没有实现循环肿瘤细胞检测过程的自动化控制,即没有实现血液检测样品和试剂的自动化进样,细胞的自动化捕获及鉴定分析,由此,循环肿瘤细胞的检测存在过多的人为干预,使得循环肿瘤细胞的检测准确性低,检测成本过高。

【发明内容】

[0007]本发明的目的在于提供一种稀有细胞自动化捕获设备,以微流控芯片技术为核心,能够自动化完成稀有细胞的检测过程,从而减少稀有细胞检测中的过多人为干预,提高稀有细胞的捕获效率和检测的准确性,并降低检测成本。
[0008]为解决上述技术问题,本发明提供了一种稀有细胞自动化捕获设备,包括:中央控制模块以及与所述中央控制模块连接的微流控芯片、样品进样模块、试剂进样模块和细胞检测模块;其中,所述样品进样模块在所述中央控制模块控制下将血液检测样品送入所述微流控芯片,所述试剂进样模块在所述中央控制模块控制下将试剂送入所述微流控芯片,所述微流控芯片在所述中央控制模块控制下对送入的血液检测样品中的稀有细胞进行捕获,所述细胞检测模块在所述中央控制模块控制下自动执行对捕获到的稀有细胞进行检测分析,以提取稀有细胞。
[0009]进一步的,在所述的稀有细胞自动化捕获设备中,所述微流控芯片包括:样品进样口和试剂进样口,所述血液检测样品通过所述样品进样口送入所述微流控芯片,所述试剂通过所述试剂进样口送入所述微流控芯片。
[0010]进一步的,在所述的稀有细胞自动化捕获设备中,所述样品进样模块包括:注射器、固定架和固定架驱动机构;所述注射器用于抽取所述血液检测样品;所述固定架用于承载所述注射器;所述固定架驱动机构在所述中央控制模块控制下驱动所述固定架运动,以将所述注射器内的血液检测样品通过所述样品进样口自动送入所述微流控芯片。
[0011]进一步的,在所述的稀有细胞自动化捕获设备中,所述固定架驱动机构在所述中央控制模块控制下驱动所述固定架运动,以使所述注射器的针头直接对准所述样品进样口,并将所述注射器内的血液检测样品通过所述样品进样口自动送入所述微流控芯片。
[0012]进一步的,在所述的稀有细胞自动化捕获设备中,所述样品进样模块还包括:一连接管,所述连接管的两端各连接有一个接头,其中一个接头连接所述样品进样口,另外一个接头设置在所述注射器的前方;所述固定架驱动机构在所述中央控制模块控制下驱动所述固定架向前运动,以使所述注射器的针头直接对准所述另外一个接头,并将所述注射器内的血液检测样品通过所述连接管自动送入所述微流控芯片。
[0013]进一步的,在所述的稀有细胞自动化捕获设备中,所述样品进样模块还包括:一摇动结构,所述摇动结构用于摇动所述注射器。
[0014]进一步的,在所述的稀有细胞自动化捕获设备中,所述试剂进样模块包括:试剂盒、移液器、移液器驱动机构和注射泵;所述注射泵分别连接所述移液器和所述试剂进样口 ;所述移液器驱动机构在所述中央控制模块控制下驱动所述移液器运动,以通过所述注射泵的活塞运动将所述试剂盒内的试剂通过所述移液器自动送入所述微流控芯片。
[0015]进一步的,在所述的稀有细胞自动化捕获设备中,所述试剂进样模块还包括:一试剂架,所述试剂盒放置在所述试剂架上。
[0016]进一步的,在所述的稀有细胞自动化捕获设备中,所述试剂进样模块还包括:一试剂架驱动机构;当所述试剂盒放置在所述试剂架上后,所述试剂架静止,所述试剂移液器在所述移液器驱动机构控制下运动,以通过所述注射泵的活塞运动将所述试剂盒内的试剂通过所述移液器自动送入所述微流控芯片。
[0017]进一步的,在所述的稀有细胞自动化捕获设备中,当所述试剂盒放置在所述试剂架上后,首先所述试剂架在所述试剂架驱动机构控制下运动,然后所述试剂架静止,所述试剂移液器在所述移液器驱动机构控制下运动,以通过所述注射泵的活塞运动将所述试剂盒内的试剂通过所述移液器自动送入所述微流控芯片。
[0018]进一步的,在所述的稀有细胞自动化捕获设备中,所述试剂盒包括:多个腔室,每个腔室存储一种试剂。
[0019]进一步的,在所述的稀有细胞自动化捕获设备中,所述移液器包括:注射头和底座;所述注射头垂直设置在所述底座上;所述注射头用于吸取所述试剂盒内的试剂。
[0020]进一步的,在所述的稀有细胞自动化捕获设备中,所述注射头的数量为多个;每个注射头以可拆卸方式设置在所述底座上。
[0021]进一步的,在所述的稀有细胞自动化捕获设备中,所述样品进样模块还包括:试剂进口管和试剂出口管,所述注射泵的出口通过所述试剂出口管连接所述试剂进样口,所述注射泵的进口通过所述试剂进口管连接所述注射头;所述底座在所述移液器驱动机构控制下运动,以通过所述注射泵的活塞运动将所述试剂盒内的试剂通过所述注射头、所述试剂进口管和所述试剂出口管自动送入所述微流控芯片。
[0022]进一步的,在所述的稀有细胞自动化捕获设备中,所述试剂进样模块还包括:一多路换向阀;当所述注射头的数量为多个时,每个注射头均连接有一根试剂进口管,每根试剂进口管通过所述多路换向阀与所述注射泵的进口连接。
[0023]进一步的,在所述的稀有细胞自动化捕获设备中,稀有细胞自动化捕获设备还包括:芯片固定架和芯片固定架驱动机构;所述微流控芯片设置在所述芯片固定架上;其中,所述芯片固定架驱动机构在所述中央控制模块控制下驱动所述芯片固定架运动,以使所述样品进样口、所述试剂进样口均能自动连接所述样品进样模块和所述试剂进样模块;或者,所述芯片固定架在所述芯片固定架驱动机构控制下运动,以使所述微流控芯片上的待检测区域正位于所述细胞检测模块的检测范围内。
[0024]进一步的,在所述的稀有细胞自动化捕获设备中,所述细胞检测模块包括:荧光成像装置;所述荧光成像装置包括:光源、透镜组、激发滤光片、二向色镜、物镜、发射滤光片、聚光镜以及光电耦合器件;所述光源发射的激发光照射至所述透镜组,所述透镜组将入射至的激发光汇聚后照射至所述激发滤光片,所述激发滤光片对入射至的激发光过滤出适合于标记细胞荧光分子的波长的激发光,并照射至所述二向色镜,所述二向色镜将入射至的激发光垂直
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