稀有细胞自动化捕获设备的制造方法_3

文档序号:8425710阅读:来源:国知局
052]优选实施例中,所述样品进样模块10还包括一摇动结构12,所述摇动结构12用于摇动所述注射器11,以避免血液长时间在所述注射器11中静置而引起细胞沉降到所述注射器11的底面并造成密度不均匀问题。其中,所述摇动结构12按照优化的频率和幅度摆动以防止细胞沉降。
[0053]其中,稀有细胞的捕获和检测(包括计数和染色等)需要多种不同的生物和化学试剂,所述生物和化学试剂包括缓冲液,抗体,染料等。
[0054]如图2所示,所述试剂进样模块30包括试剂盒31、移液器33、移液器驱动机构(图中未示出)以及注射泵34,所述注射泵34分别连接所述移液器33和所述试剂进样口 22。其中,所述试剂盒31用于存储试剂,所述移液器33用于自动抽取所述试剂盒31内的试剂,使用时,所述移液器驱动机构可在所述中央控制模块50控制下驱动所述移液器33运动,以通过所述注射泵34的活塞运动将所述试剂盒31内的试剂通过所述移液器33自动送入所述微流控芯片20。
[0055]继续参考图2,所述移液器33可设置在所述试剂盒31的上方位置,所述移液器33在所述移液器驱动机构控制下向下运动以接近试剂盒31,之后,所述移液器33通过所述注射泵34的活塞运动自动吸取试剂盒31内的试剂。
[0056]进一步的,所述试剂进样模块30还包括一试剂架32,所述试剂盒31放置在所述试剂架32上。
[0057]更进一步的,所述试剂进样模块30还包括一试剂架驱动机构(图中未示出),使用时,如图2所示,将所述试剂盒31放置在所述试剂架32上,之后,所述试剂架32静止,但是位于所述试剂盒31上方的移液器33在所述移液器驱动机构控制下向下运动,以接近所述试剂盒31并通过所述注射泵34的活塞运动自动吸取所述试剂盒31内的试剂。或者,所述试剂架32在所述试剂架驱动机构控制下运动,然后其静止,此时移液器33在移液器驱动机构控制下向下运动,以通过所述注射泵34的活塞运动将所述试剂盒31内的试剂通过所述移液器33自动送入所述微流控芯片20。
[0058]所述试剂架驱动机构可以为液压升降平台。所述试剂盒31可包括多个腔室,每个腔室可以存储一种试剂,例如存放相同或不同种类的多路试剂。其中,多个腔室的体积设置为不同,可以存放不同体积的试剂。同时需要注意的是,所述试剂盒31需避光和密封,以防止试剂受到破坏,从而影响检测的顺利进行。
[0059]如图2所示,所述移液器33优选包括注射头33a和底座33b,所述注射头33a用于吸取试剂盒31内的试剂,并且垂直设置在所述底座33b上。其中,所述注射头33a的数量为多个,以确保可以吸取多种(相同或不同种类)试剂。此外,所述注射头33a以可拆卸方式设置在所述底座33b上,例如可插拔式设置,便于更换。另外,所述注射头33a优选为空心钢针,使用时,所述移液器33在下降过程中,直到空心钢针的顶部非常接近于所述试剂盒31的底部时,所述移液器33停止运动,从而保证试剂能被吸入所述空心钢针中。
[0060]本实施例中,所述注射泵34按照程序设定的体积和速率通过活塞运动使所述移液器33自动吸取试剂盒31内的试剂,并将所述移液器33吸取的试剂由所述试剂进样口 22自动送入所述微流控芯片20。所述活塞运动可以通过汽缸或油缸实现。
[0061]继续参考图2,所述样品进样模块30还包括试剂进口管36和试剂出口管37,所述注射泵34的出口通过所述试剂出口管37连接所述试剂进样口 22,所述注射泵34的进口通过所述试剂进口管36连接所述移液器33。本实施的试剂进口管36连接所述移液器33的注射头33a,所述移液器驱动机构驱动所述底座33b运动。进一步的,所述底座33b在所述移液器驱动机构控制下运动,以通过所述注射泵34的活塞运动将所述试剂盒31内的试剂依次通过所述注射头33a、所述试剂进口管36和所述试剂出口管37自动送入所述微流控芯片20。
[0062]此外,考虑到软管柔软性好,便于拐弯而不容易损坏,所述试剂进口管36和所述试剂出口管37优选采用软管。
[0063]本实施例中,所述试剂进样模块30还包括一多路换向阀35,当所述注射头33a的数量为多个时,每个注射头33a均连接有一根试剂进口管,以将每个注射头33a吸取的试剂通过所述试剂进口管送入所述微流控芯片20,并且每根试剂进口管36又通过所述多路换向阀35与所述注射泵34的进口连接,以实现多路试剂的切换。所述注射泵34可以采用精密注射泵。
[0064]优选实施例中,为了回收流经所述微流控芯片20的血液和试剂废液,所述微流控芯片20还包括一个废液出口 23,所述废液出口 23连接一个废液回收装置24,使用时,血液检测样品流经所述微流控芯片20时,血液中的其它非稀有细胞(如白细胞和红细胞等),不会被固定在所述微流控芯片20表面上,因此,最终通过所述废液出口 23进入所述废液回收装置24。其中,所述废液回收装置24为一个废液回收池,其设置在所述微流控芯片20下方的空置区域。
[0065]优选地,所述稀有细胞自动化捕获设备还包括芯片固定架25和芯片固定架驱动机构(图中未示出),所述微流控芯片20设置在所述芯片固定架25上,在使用时,所述芯片固定架驱动机构能够在中央控制模块50控制下驱动所述芯片固定架25运动,以使所述微流控芯片20的样品进样口 21与试剂进样口 22均能够自动连接样品进样模块10和试剂进样模块30。
[0066]例如图2所示,所述芯片固定架25在所述芯片固定架驱动机构控制下运动,以使所述样品进样口 21与所述试剂进样口 22分别自动连接所述连接管13和所述试剂出口管37。
[0067]或者,所述芯片固定架25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20上的待检测区域正位于所述细胞检测模块40的检测范围内,从而使所述细胞检测模块40能够自动对捕获到的细胞进行检测分析。此处,所述微流控芯片20上的待检测区域和所述细胞检测模块40的检测范围两者的定义将在下述细胞检测模块40中详细说明。
[0068]更优选地,为了密封、避光和防尘,所述稀有细胞自动化捕获设备还包括一微流控芯片盒(图中未示出),所述微流控芯片20放置在所述微流控芯片盒中。
[0069]细胞检测的核心是能观察到所述微流控芯片20中捕获到的细胞,也就是对捕获到的并经过染色的细胞拍摄细胞的图像,并基于所拍摄到的图像判断捕获到的细胞是否为稀有细胞,因此,在对所述微流控芯片20捕获到的细胞进行必要的处理后如染色与标记处理,所述细胞检测模块40进一步对所述微流控芯片20捕获到的细胞需进行计数和分析,以获得一定量血液中稀有细胞的数目和形态。
[0070]本实施例中,所述细胞检测模块40包括荧光成像装置。如图2所示,所述荧光成像装置包括光源41、透镜组42、激发滤光片43、二向色镜44、物镜45、发射滤光片46、聚光镜47和光电耦合器件(CCD) 48。
[0071]其中,所述荧光成像装置的工作过程为:光源41发射的激发光照射至透镜组42,透镜组42将入射至的激发光汇聚后照射至激发滤光片43,激发滤光片43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,并照射至二向色镜44,二向色镜44将入射至的激发光垂直反射至物镜45,物镜45收集反射后的激发光并照射到微流控芯片20中捕获的并被染色的细胞上,同时收集微流控芯片20中被激发光照射的细胞上的荧光分子发射的焚光,之后,焚光透过二向色镜44后,照射至发射滤光片46,发射滤光片46将入射至的荧光过滤,以滤除泄漏的激发光,并将过滤后的荧光照射至聚光镜47,聚光镜47将过滤后的荧光聚焦并成像在光电耦合器件48上,最终获得捕获到的细胞的荧光图形,如此,通过荧光成像和多标记物的组合进一步确认捕获到的细胞为稀有细胞,可以更快速、有效地判断捕获到的细胞是否为稀有细胞,从而更进一步提高了细胞检测分析的效率。
[0072]继续参考图2,所述芯片固定架25在所述芯片固定架驱动机构控制下运动,使得所述微流控芯片20中捕获并被染色的所有细胞的信号被所述荧光成像装置收集,具体地说,所述物镜45收集反射后的激发光恰好能够照射到所述微流控芯片20中捕获的并被染色的细胞上,同时,所述微流控芯片20中被激发光照射的细胞上的荧光分子发射的荧光恰好能被所述物镜45收集,以使所述荧光成像装置对所述微流控芯片20捕获到的细胞进行自动检测分析。
[0073]优选地,所述激发滤光片43和所述发射滤光片46设置在一个滤光片盒49中。
[0074]综上所述,本发明的稀有细胞自动化捕获设备,以微流控芯片技术为核心,设置有样品进样模块10、试剂进样模块30、细胞检测模块40和中央控制模块50,其中,所述中央控制模块50控制所述样品进样模块10、所述试剂进样模块30和所述细胞检测模块40自动完成血液检测样品进样、试剂进样和细胞检测分析,不仅提高了稀有细胞的检测效率,而且减少了血液检测样品进样、试剂进样和细胞检测分析过程中的过多人为干预,由此提高了稀有细胞检测准确度并降低了过多的人为检测成本。
[0075]此外,本发明的血液检测样品进样过程中,将抽取有血液检测样品的注射器11设置在一个固定架(图中未示出)上,而且所述固定架在所述固定架驱动机构控制下运动后,所述注射器11的针头可以直接对准微流控芯片20的样品进样口 21,或者所述固定架在所述固定架驱动机构控制下运动后,所述注射器11的针头可以直接对准与样品进样口 21连接的连接管13,从而使得血液检测样品能够自动送入微流控芯片20。另外,本
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