一种细胞离心容器、细胞分离装置、系统及方法

技术领域

本发明涉及食品、药品包装机械设备技术领域，尤其涉及一种细胞离心容器、细胞分离装置、系统及方法。

背景技术

PBMC是外周血单个核细胞，人外周血中包含淋巴细胞、单核细胞、树突状细胞和其它少量细胞，通过对PBMC的分离、筛选、培养，可获得大量的免疫细胞用于细胞治疗，现有的PBMC的一种分离方式是在洁净环境下通过科研人员采用离心管和离心机进行手工分离，对操作人员的技术水平提出了较高的要求，且效率低下，开放式的操作带来极大的污染风险，同时产品质量存在人为因素影响而导致的参差不齐。

现有的细胞离心容器，例如申请号为CN202310068199.0的《一种细胞离心容器、细胞分离装置及系统》，该离心容器包括延伸至容器底部的第一管体以及容器中部的第二管体，其中，第二管体是用于排出分离后的上清液，由于第二管体位于容器中部，上清液位于第二管体的液面面积大，第二管体的排液口仅仅只占上清液液面的一小部分，在排液的过程中，只有排液口附近的液体能排出，距离排液口远的上清液并不能排出，并且在排液的过程中，会将位于上清液下层的目的细胞层排出，导致细胞得率低。

并且，该细胞离心容器在离心分离过程中，目的细胞和试剂均处于收集腔中，与收集腔侧壁的接触面相对体积的接触率大，影响目的细胞的得率；并且，收集目的细胞时，目的细胞要么位于收集腔内通过伸入收集腔底部的管道进行收集，收集腔的容量小，造成目的细胞量少，得率低，要么位于收集腔上方的分离腔通过伸入分离腔内的管道进行收集，这时，伸入分离腔内的管道底面对应的分离腔所在面的面积大，难以完全收集目的细胞，同样降低了细胞的得率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够提高目的细胞量和收集细胞得率的细胞离心容器、细胞分离装置、系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种细胞离心容器，包括本体、设于本体内分离腔以及延伸至分离腔底部的第一管道，所述分离腔内设有收缩部，所述收缩部内形成有呈锥形的收缩腔，所述收缩腔的锥尖部朝向分离腔的底部、并设有与分离腔底部连通的收缩口，所述细胞离心容器还包括延伸至收缩口的第二管道。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述收缩部朝向分离腔底部的端面为锥尖部与收缩口连接的锥面。

所述收缩部的外侧壁与分离腔的内壁适配套接。

所述分离腔的底部设有收集腔，所述第一管道延伸至收集腔。

所述分离腔包括锥形部，所述分离腔的底部位于锥形部的锥尖部。

所述本体包括离心杯和杯盖，所述分离腔形成于离心杯内，所述杯盖盖设有离心杯的开口处。

所述杯盖上设有透气膜，所述第一管道穿设于杯盖的中部，所述第二管道与第一管道同轴套接。

所述杯盖上设有第一接头和第二接头，所述第一管道与第一接头连接，所述第二管道与第二接头连接。

一种细胞分离装置，包括旋转架以及上述的细胞离心容器，所述本体可转动地设置在旋转架上，所述旋转架上设有可竖向旋转的摆动套，所述本体套设于摆动套内。

一种细胞分离系统，包括顶部开口的分离室，所述分离室内设有上述的细胞分离装置，所述分离室上设有用于驱动细胞分离装置的旋转架旋转的旋转驱动机构，所述分离室的开口处设有盖板，所述分离室上设有控制模块和用于挂置供液装置的挂置架，所述供液装置和旋转驱动机构均与控制模块连接，所述分离腔通过输送管道与供液装置连接。

一种细胞分离方法，采用上述的细胞离心容器进行，包括如下步骤：

S1、加目的细胞和分离液：通过第一管道向分离腔内加入带目的细胞的细胞液和分离液，使分离液在细胞液的下方；

S2、离心分层：本体离心运动，细胞液在离心力作用下分离出目的细胞，目的细胞位于收缩腔内，分离液介于目的细胞与分离腔的锥尖部之间；

S3、目的细胞取出：通过第二管道取出收缩腔内的目的细胞。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的细胞离心容器，离心分离过程为：首先，通过第一管道向分离腔内加入带目的细胞的细胞液和分离液，使分离液在细胞液的下方，这样，分离液在细胞液的下方形成分离层；其次，本体离心运动，细胞液在离心力作用下分离出目的细胞，目的细胞位于收缩腔内，分离液介于目的细胞与分离腔的锥尖部之间；最后，通过第二管道取出收缩腔内的目的细胞。这样，分离后的目的细胞位于收缩腔内，与收缩腔侧壁的接触面相对体积的接触率小，目的细胞的得率高；并且，收集目的细胞时，通过延伸至收缩口的第二管道进行，第二管道底面对应的收缩腔所在面的面积接近或者等于收缩口所在面积，该面积小，能够更充分地收集目的细胞，提高细胞的得率。

本发明的细胞分离装置包括细胞离心容器的全部技术特征，具有细胞离心容器的全部优点。

本发明的细胞分离系统包括细胞分离装置的全部技术特征，具有细胞分离装置的全部优点。

本发明的细胞分离方法，分离后的目的细胞位于收缩腔内，与收缩腔侧壁的接触面相对体积的接触率小，目的细胞的得率高；并且，收集目的细胞时，通过延伸至收缩口的第二管道进行，第二管道底面对应的收缩腔所在面的面积接近或者等于收缩口所在面积，该面积小，能够更充分地收集目的细胞，提高细胞的得率。

附图说明

图1是现有离心容器的立体结构示意图。

图2是现有离心容器的剖视结构示意图。

图3是图2中A处的放大图。

图4是图2中B处的放大图。

图5是本发明细胞分离装置的立体结构示意图。

图6是本发明细胞分离系统的立体结构示意图。

图7是本发明细胞分离系统的打开状态图。

图8是图7中A处的放大图。

图9是本发明细胞分离方法的细胞液和分离液的加入示意图。

图10是本发明细胞分离方法的离心分层示意图。

图11是本发明细胞分离方法的红细胞吸取后的示意图。

图12是本发明细胞分离方法的目的细胞吸取后的示意图。

图13是本发明细胞分离方法的另一种实施例的示意图，其中，a图为细胞液的加入示意图；b图为加入保护液形成分层的示意图；c图为离心分层后的示意图；d图为排出上清液后的示意图。

图中各标号表示：

1、本体；11、离心杯；12、杯盖；121、透气膜；122、第一接头；123、第二接头；2、分离腔；21、收集腔；3、第一管道；4、收缩部；41、收缩腔；42、收缩口；5、第二管道；6、旋转架；7、摆动套；8、分离室；81、盖板；82、控制模块；83、挂置架；9、细胞液；91、目的细胞；92、分离液。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“装配”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例一：

图1至图4示出了本发明细胞离心容器的一种实施例，本实施例的细胞离心容器包括本体1、设于本体1内分离腔2以及延伸至分离腔2底部的第一管道3，分离腔2内设有收缩部4，收缩部4内形成有呈锥形的收缩腔41，收缩腔41的锥尖部朝向分离腔2的底部、并设有与分离腔2底部连通的收缩口42，细胞离心容器还包括延伸至收缩口42的第二管道5。

细胞离心容器的离心分离过程为：首先，通过第一管道3向分离腔2内加入带目的细胞91的细胞液9和分离液92，使分离液92在细胞液9的下方，这样，分离液92在细胞液的下方形成分离层；其次，本体1离心运动，细胞液9在离心力作用下分离出目的细胞91，目的细胞91位于收缩腔41内，分离液92介于目的细胞91与分离腔2的锥尖部之间；最后，通过第二管道5取出收缩腔41内的目的细胞。这样，分离后的目的细胞91位于收缩腔41内，与收缩腔41侧壁的接触面相对体积的接触率小，目的细胞的得率高；并且，收集目的细胞时，通过延伸至收缩口42的第二管道5进行，第二管道5底面对应的收缩腔41所在面的面积接近或者等于收缩口42所在面积，该面积小，能够更充分地收集目的细胞，提高细胞的得率。

进一步地，如图2所示，本实施例中，收缩部4朝向分离腔2底部的端面为锥尖部与收缩口42连接的锥面。这样，通过延伸至分离腔2底部的第一管道3加入带目的细胞91的细胞液9后，细胞液9先进入分离腔2的底部，再通过收缩口42进入收缩部4，收缩部4朝向分离腔2底部的端面为锥尖部与收缩口42连接的锥面，便于将细胞液9导流至收缩口42并进入收缩腔41，也便于收缩腔41内的液体导流至分离腔2的底部。

进一步地，本实施例中，收缩部4的外侧壁与分离腔2的内壁适配套接。便于组装加工。

进一步地，本实施例中，分离腔2的底部设有收集腔21，第一管道3延伸至收集腔21。便于将相应液体(如分离液92)通过第一管道3排出。收集腔21呈圆锥空间，在离心力的作用下，有利于相关液体向锥底沉降。

进一步地，本实施例中，分离腔2包括锥形部，分离腔2的底部位于锥形部的锥尖部。收缩部4位于分离腔2的锥形部内，与分离腔2锥形部的内壁适配套接。收缩部4的中心线与分离腔2锥形部的共线。

进一步地，本实施例中，本体1包括离心杯11和杯盖12，分离腔2形成于离心杯11内，杯盖12盖设有离心杯11的开口处。

进一步地，本实施例中，杯盖12上设有透气膜121，第一管道3穿设于杯盖12的中部，第二管道5与第一管道3同轴套接。优选地，第一管道3穿设于第二管道5中。离心杯11和杯盖12之间设有密封垫。

进一步地，本实施例中，杯盖12上设有第一接头122和第二接头123，第一管道3与第一接头122连接，第二管道5与第二接头123连接。设置接头，便于与外部容器或者设备连接。保证本体1在旋转状态下可以与外部管路之间加载或排出液体。

如图9至图12所示，本细胞离心容器的具体应用方案一：

1)、静止状态下，杯体1处于锥尖朝下。通过第一接头122、第一管道3向杯体1加入血液，如图9所示；

2)、通过第一接头122、第一管道3向杯体1锥底缓慢加入分离液92，分离液92与上面的血液形成分层，如图9所示；

3)、高速离心，杯体1处于锥尖朝外状态，血液中的红细胞在离心力作用下沉降到杯体1锥底，血液中的目的细胞91在离心力作用下沉降到分离液92的上面，自杯锥底到杯盖12依次是红细胞、分离液92、目的细胞91、上清液，如图10所示；

4)、离心速度下降到给定速度后，通过第一接头122、第一管道3排出杯底的红细胞及部分分离液92，保证目的细胞91位于收缩口42上方，如图11所示；

5)、通过第二接头123、第二管道5收集收缩口42上方的少量分离液92、目的细胞91及少量的上清液，收集完毕后，杯体1剩余杯底残余分离液92和收缩口42上方残留上清液，如图12所示；

6)、通过第一接头122、第一管道3排出杯体1内残余液体。

如图13所示，本细胞离心容器的具体应用方案二：

1)、静止状态下，杯体1处于锥尖朝下。通过第一接头122、第一管道3向杯体1加入细胞液，如图13中a图所示；

2)、通过第一接头122、第一管道3向杯体1锥底缓慢加入保护液(分离液92)，保护液与上面的细胞液形成分层，如图13中b图所示；

3)、高速离心，杯体1处于锥尖朝外状态，细胞液中的目的细胞91在离心力作用下沉降到保护液上方，自杯锥底到杯盖12依次是保护液、目的细胞91、上清液，如图13中c图所示；

4)、离心速度下降到给定速度后，通过第二接头123、第二管道5，排出收缩口42上方的上清液，杯体1中残余保护液、目的细胞91、少量上清液，如图13中d图所示；

5)、通过第一接头122、第一管道3吹打混匀杯体1中剩余液体，并收集。

实施例二：

图5示出了本发明细胞分离装置的一种实施例，本实施例的细胞分离装置包括旋转架6以及实施例一的细胞离心容器，本体1可转动地设置在旋转架6上，旋转架6上设有可竖向旋转的摆动套7，本体1套设于摆动套7内。旋转架6旋转，带动本体1旋转作离心运动。本细胞分离装置包括细胞离心容器的全部技术特征，具有细胞离心容器的全部优点。

进一步地，旋转架6上呈对称设置多个细胞离心容器，当旋转架6静止时，本体1受重力作用处于竖直状态，即收缩腔41的中心线处于竖直状态。当旋转架6旋转时，受离心力作用，本体1绕摇摆轴线旋转呈水平状态，即收缩腔41的中心线处于水平状态。

实施例三：

图5示出了本发明细胞分离系统的一种实施例，本实施例的细胞分离系统包括顶部开口的分离室8，分离室8内设有实施例二的细胞分离装置，分离室8上设有用于驱动细胞分离装置的旋转架6旋转的旋转驱动机构，分离室8的开口处设有盖板81，分离室8上设有控制模块82和用于挂置供液装置的挂置架83，供液装置和旋转驱动机构均与控制模块82连接，分离腔2通过输送管道与供液装置连接。细胞分离装置的离心运动在分离室8内进行，能够减少对外部环境的噪音影响，并且不会有物质甩出。本细胞分离系统包括细胞分离装置的全部技术特征，具有细胞分离装置的全部优点。

实施例四：

图9至图12示出了本发明细胞分离方法的一种实施例，采用实施例一的细胞离心容器进行，包括如下步骤：

S1、加目的细胞91和分离液92：通过第一管道3向分离腔2内加入带目的细胞91的细胞液9和分离液92，使分离液92在细胞液9的下方；加目的细胞91和分离液92时，本体1处于竖直状态，即收缩腔41的锥尖朝下。

S2、离心分层：本体1离心运动，细胞液9在离心力作用下分离出目的细胞91，目的细胞91位于收缩腔41内，分离液92介于目的细胞91与分离腔2的锥尖部之间；

S3、目的细胞91取出：通过第二管道5取出收缩腔41内的目的细胞91。

分离后的目的细胞91位于收缩腔41内，与收缩腔41侧壁的接触面相对体积的接触率小，目的细胞的得率高；并且，收集目的细胞时，通过延伸至收缩口42的第二管道5进行，第二管道5底面对应的收缩腔41所在面的面积接近或者等于收缩口42所在面积，该面积小，能够更充分地收集目的细胞，提高细胞的得率。

进一步地，加入带目的细胞91的细胞液9(如血液)和分离液92在本体1静止状态下进行，此时，杯体1处于锥尖朝下。通过第一接头122、第一管道3向杯体1锥底缓慢加入分离液92，分离液92与上面的血液形成分层。

进一步地，离心分层时，杯体1处于锥尖朝外状态，细胞液9中的非目的细胞(红细胞)在离心力作用下沉降到杯体1的底部，血液中的目的细胞91在离心力作用下沉降到分离液92的上面，自杯底到杯顶依次是非目的细胞、分离液92、目的细胞91、上清液，如图10所示。目的细胞取出在离心速度下降到给定速度后进行，具体为：通过第一接头122、第一管道3排出杯底的非目的细胞及部分分离液92，保证目的细胞91位于收缩口42上方，如图11所示；再通过第二接头123、第二管道5收集收缩口42上方的少量分离液92、目的细胞91及少量的上清液，收集完毕后杯体1剩余锥底残余分离液92和收缩口42上方残留上清液，如图12所示。最后，通过第一接头122、第一管道3排出杯体1内残余液体。

具体步骤为：

1)、静止状态下，杯体1处于锥尖朝下。通过第一接头122、第一管道3向杯体1加入血液，如图9所示；

2)、通过第一接头122、第一管道3向杯体1锥底缓慢加入分离液92，分离液92与上面的血液形成分层，如图9所示；

3)、高速离心，杯体1处于锥尖朝外状态，血液中的红细胞在离心力作用下沉降到杯体1锥底，血液中的目的细胞91在离心力作用下沉降到分离液92的上面，自杯锥底到杯盖12依次是红细胞、分离液92、目的细胞91、上清液，如图10所示；

4)、离心速度下降到给定速度后，通过第一接头122、第一管道3排出杯底的红细胞及部分分离液92，保证目的细胞91位于收缩口42上方，如图11所示；

5)、通过第二接头123、第二管道5收集收缩口42上方的少量分离液92、目的细胞91及少量的上清液，收集完毕后，杯体1剩余杯底残余分离液92和收缩口42上方残留上清液，如图12所示；

6)、通过第一接头122、第一管道3排出杯体1内残余液体。

实施例五：

图13示出了本发明细胞分离方法的一种实施例，采用实施例一的细胞离心容器进行，包括如下步骤：

1)、静止状态下，杯体1处于锥尖朝下。通过第一接头122、第一管道3向杯体1加入细胞液，如图13中a图所示；

2)、通过第一接头122、第一管道3向杯体1锥底缓慢加入保护液(分离液92)，保护液与上面的细胞液形成分层，如图13中b图所示；

3)、高速离心，杯体1处于锥尖朝外状态，细胞液中的目的细胞91在离心力作用下沉降到保护液上方，自杯锥底到杯盖12依次是保护液、目的细胞91、上清液，如图13中c图所示；

4)、离心速度下降到给定速度后，通过第二接头123、第二管道5，排出收缩口42上方的上清液，杯体1中残余保护液、目的细胞91、少量上清液，如图13中d图所示；

5)、通过第一接头122、第一管道3吹打混匀杯体1中剩余液体，并收集。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。