本实用新型涉及一种微流控进样装置，尤其涉及一种细胞溶液的无气泡微流控进样装置，属于生物技术工程及医学领域。
背景技术：
细胞分离、鉴定及其分子诊断是生物和医学研究及其临床应用的基本内容之一。随着近代微加工与材料技术的发展，微流控芯片技术已经成为生物学研究和医学研究及临床应用最有潜力的细胞无损分离与捕获技术。目前，利用微流控芯片来分离和捕获细胞的代表性技术原理是将靶细胞抗体固定到微流控芯片中，细胞溶液流经微流控芯片时，被芯片固定的抗体与靶细胞表面抗原特异性结合，从而实现对靶细胞的分离与捕获。显而易见，最大限度地实现靶细胞与抗体的接触是影响微流控芯片分离与捕获细胞效率的关键所在，在这方面，细胞溶液中的气泡是影响分离与捕获效率的最大影响因素，气泡大小远远大于细胞尺寸，如果细胞溶液中有气泡，流经微流控芯片时，则气泡将屏蔽细胞与抗体的接触，从而大幅度降低靶细胞的分离与捕获效率。因此，细胞溶液需要首先排除其中的气泡之后才能进入微流控芯片。
由于细胞与化合物不同，不能直接在管道中设置微纳米级孔道将溶液中的气泡通过过滤方式排除，因为这将同时使细胞解体。此外，细胞是有活性的，排除细胞溶液中气泡的同时不能对细胞造成任何物理或化学方面的损伤。因此，利用微流控芯片分离与捕获细胞前，如何以无损伤的方式去除其中的气泡，即，无气泡进样，是微流控芯片应用亟待解决的其中一项技术问题。
技术实现要素：
实用新型目的：本实用新型旨在提供一种能实现无气泡进样的细胞溶液微流控进样装置。
技术方案：本实用新型所述的细胞溶液的无气泡微流控进样装置，包括细胞进样单元、气泡反流单元及缓冲液辅助单元；其中，所述细胞进样单元包括细胞溶液管、推动管内的细胞溶液向气泡反流单元流动的第一加压泵和空气无菌过滤器；所述缓冲液辅助单元包括缓冲液瓶，推动瓶内的缓冲液向气泡反流单元流动的第二加压泵和溶液无菌过滤器；所述气泡反流单元包括气泡反流柱，柱体下部通过第一阀门与细胞溶液管和微流控芯片连通，柱体上部通过第二阀门连接缓冲液瓶和压力释放阀。
优选的，所述细胞溶液管上设有密封盖，第一加压泵和空气无菌过滤器通过第一支管连通并将该支管伸入密封盖内；第二支管一端通过第一阀门接入气泡反流柱下部，另一端穿过密封盖伸入细胞溶液内。
优选的，所述缓冲液瓶上设缓冲液瓶密封盖，第二加压泵通过第三支管接入该密封盖内；第四支管的一端穿过缓冲液瓶密封盖伸入缓冲液内，另一端连接空气无菌过滤器，空气无菌过滤器通过第五支管接入第二阀门，从而连通气泡反流柱上部。
进一步地，所述密封盖为双孔橡皮密封盖。支管为PTFE管。第一阀门和第二阀门为三通阀门。空气无菌过滤器和溶液无菌过滤器为滤膜过滤器(滤膜孔径为 0.1～0.22μm)。气泡反流柱的柱体长度为5～15cm。
工作原理：本实用新型的细胞进样单元，细胞通过无菌空气加压进入微流控芯片，不仅能保证细胞溶液不被污染，而且空气加压不接触细胞，因而对溶液中的细胞是无损伤的；缓冲液以加压方式进入管道，与细胞溶液进样方式相同，这将有利于流程控制，并且缓冲液经纳米级的溶液过滤器过滤，避免了缓冲液对细胞可能带来的污染，保护了细胞样品；缓冲液辅助单元的设置，还可以预先将管道中的气泡予以排除，从而避免排除气泡的过程中损失细胞样品；细胞溶液与缓冲液均通过气泡反流柱相连，这样不仅可以使细胞在进入微流控芯片之前能够通过缓冲液预先排除管道中的气泡，而且也能够对细胞溶液中的残余气泡在进样过程中实现二次去除；此外，气泡反流柱一端设置压力释放阀，能够避免加压进样过程中压力可能过大而使细胞及设备损坏。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点为：该装置是为微流控芯片分离与捕获细胞设计的配套装置，能够方便地去除细胞溶液中的气泡，避免微流控芯片在分离与捕获细胞时引入气泡而影响分离效率，并且该装置可实现自动化控制，从而为生物学和医学研究、生化仪器制造以及临床应用提供便利。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。
如图1所示，本实用新型的无气泡微流控进样装置，包括细胞进样单元1、气泡反流单元2及缓冲液辅助单元3，图中虚线所示的三个单元。
其中，细胞进样单元1包括细胞溶液管101、第一加压泵102和空气无菌过滤器103，第一加压泵102能推动管内的细胞溶液向气泡反流单元2流动，细胞溶液管101上设有第一密封盖104，优选为密封盖为双孔橡皮密封盖，第一加压泵102和空气无菌过滤器 103通过第一支管105连通并将该第一支管105伸入第一密封盖104内；第二支管106 一端通过第一阀门203接入气泡反流柱201下部，另一端穿过第一密封盖104伸入细胞溶液内，其中，第一支管、第二支管优选为PTFE管，管道直径可选择为内径为0.5mm，长度可根据装置大小调节。
缓冲液辅助单元3包括缓冲液瓶301，第二加压泵302和溶液无菌过滤器303，第二加压泵302能推动瓶内的缓冲液向气泡反流单元2流动，其中，缓冲液为PBS(pH 为7.4)，缓冲液瓶301上设第二密封盖304，优选为密封盖为双孔橡皮密封盖，第二加压泵302通过第三支管305接入第二密封盖304内；第四支管306的一端穿过第二密封盖304伸入缓冲液内，另一端连接溶液无菌过滤器303，该溶液无菌过滤器303通过第五支管307接入第二阀门204从而连通气泡反流柱201上部，其中，第三支管、第四支管及第五支管优选为PTFE管，管道直径可选择为内径为0.5mm，长度可根据装置大小调节。
气泡反流单元2包括一个竖直设置的气泡反流柱201，柱体下部连接第一阀门203，通过第二支管106与细胞溶液管连通，同时通过第一阀门203通过第六支管205与微流控芯片连通，柱体上部通过第二阀门204连接缓冲液瓶301和压力释放阀202。其中，第一阀门203和第二阀门204优选为三通阀门，该三通阀内径均为0.5mm，并且有转向开关，能够连接任意两个通道；压力释放阀为单向压力调节阀，能够在管道内压力超过 1.5个大气压时释放多余压力；气泡反流柱的内径为5mm，性状为圆柱状，可以为玻璃或塑料管，柱体长度为5～15cm。
上述第一加压泵102和第二加压泵302均可为微量加压泵，且能达到最低0.1μL/秒的空气进样量。空气无菌过滤器103和溶液无菌过滤器303为滤膜过滤器(滤膜孔径为 0.1～0.22μm)。
工作过程：
第一步：缓冲液预先排除管道气泡：
①控制第二阀门204转向，使第五支管307和气泡反流柱201相通；
②控制第一阀门203转向，使第二支管106和气泡反流柱201相通；
③启动第二加压泵302，使缓冲液加压快速依次流经第四支管306、溶液无菌过滤器303、第五支管307、第二阀门204、气泡反流柱201、第一阀门203和第六支管205，并从第六支管205中流出，通过加大流速排除通道中的气泡。
第二步：细胞溶液定量进入气泡反流柱去除气泡：
①控制第一阀门203转向，使第二支管106和气泡反流柱201相通；
②根据第二支管106的长度和内径大小计算管道内腔体积V；
③启动第一加压泵102，空气经无菌过滤器103后加压到细胞溶液管101中，使细胞溶液快速进入第二支管106、第一阀门203、气泡反流柱201，根据设定的流速，直至细胞溶液进入总量达到2V体积后，关闭第一加压泵102；
④启动第二加压泵302，使缓冲液进入气泡反流柱201，压力释放阀202排除气泡；
⑤关闭第二加压泵302。
第三步：无气泡的细胞溶液进入微流控芯片：
①第六支管205连接微流控芯片进样口；
②启动第二加压泵302，按照设定的流速，使不含气泡的细胞溶液进入微流控芯片；
③细胞溶液进样完成后，关闭第一加压泵102；
④启动第二加压泵302，通过缓冲液的推动，使管道中残余的细胞溶液全部进入到微流控芯片。
实施例1：进样参数
发明人以人的白细胞溶液为例，按照同样的步骤检测了不同流速下细胞溶液从第六支管205流出时的气泡存在情况，具体步骤为：
1、使用真空抗凝(EDTA)采血管收集健康者外周血1mL；
2、去除红细胞：采用红细胞裂解液(含154mM NH4Cl、10mM KHCO3以及0.1mM EDTA的超纯水溶液)去除其中的红细胞；
3、使用PBS缓冲液(pH,7.4)，将白细胞配制成1x105/mL的细胞溶液；
4、分别取0.5mL白细胞溶液介入细胞进样系统；
5、按照前面所述步骤的第一步，首先通过缓冲液预先排除管道气泡；
6、按照前面所述步骤的第二步，加压细胞溶液10sec，使大约20μL细胞溶液进入第二支管106和气泡反流柱201；
7、按照前面所述步骤的第三步，分别以5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、 100、200、500μL/min流速，测试细胞溶液从第六支管205流出时气泡的存在情况，并计数白细胞的损失情况。其中，气泡存在与否通过目视法确定。
结果显示(见表1)，在流速低于5μL/min时，有少量残余的微小气泡存在，但在第二步结束时，通过气泡反流柱静置1min而方便地予以完全排除。在流速大于5μL/min 时，第六支管205的流出端口未见气泡存在。所有流速下，细胞溶液能100％的实现气泡去除而没有损失。由于所测试的流速范围覆盖了微流控芯片相关试验，因而上述结果表明，该装置能够快速、高效、无损并且方便地实现细胞溶液的气泡去除，从而避免了溶液中的气泡进入微流控芯片而造成的分离效率降低。
表1不同流速下所述装置去除细胞溶液中的气泡结果
。