[发明专利]基于免疫磁珠的顺序流动式全自动磁性分选装置与方法

说明书

技术领域

本发明属于生物样本分选技术领域，特别是免疫磁珠法磁性分选技术领域，具体地，是一种利用免疫磁珠进行顺序流动式全自动磁性分选的装置与方法。

背景技术

基于免疫磁珠的磁性分选技术是当前众多生物样本分选技术中的一种，其基本原理是在具有超顺磁性且分散度良好的微珠上偶联特定的抗体以形成免疫磁珠，然后利用此免疫磁珠上偶联的抗体对目标细胞(或其他生物样品)表面的抗原进行高特异性地识别和标记，再通过磁性分选技术将免疫磁珠连同被标记的细胞(或其他生物样品)从原混合物中分离出来。实际操作时，基于免疫磁珠的磁性分选主要由混合(孵育)和分离两步组成。首先将免疫磁珠与待分选样本液混合，一般采用震荡或摇动的方式使之完全混匀，以增加磁珠和目标细胞发生接触的概率，从而令两者能够充分结合；再将混合液通过外加磁场，结合了免疫磁珠的细胞在磁力作用下沿磁场方向运动(通常的形式是被吸附在管路侧壁上)，而未被标记的其他物质则会无阻碍的沿初始方向通过磁场区域，之后撤掉磁场，用较小体积缓冲液洗脱附着物，从而达到分选和富集的目的。与传统的生物分选方法相比，基于免疫磁珠的磁性分选技术无需离心，具有分选速度快、分选与富集效率高、操控简单、易于实现自动化等优点，因而在分子生物学、免疫学、临床诊断与治疗、药学以及生物检验检疫等众多领域得到了广泛的应用。

磁性分选的具体实现方法通常有手动和自动两种形式。手动分选是指操作人员使用免疫磁珠、分选试管或分选柱、磁力架(分选器)等耗材和工具，手工完成整个分选流程。手动分选中用到的磁力架(分选器)结构比较简单，主要由支架和产生磁场的永磁铁组成，起到承托分选试管或分选柱，并为它们提供外加磁场的作用。磁珠的孵育、外部磁场的加入与移除、吸附物的清洗与洗脱等各关键步骤都由人工操作完成。手动分选不需要复杂的设备，形式灵活、成本较低，适合各类实验室的日常零星分选使用。当需要频繁进行分选且每次分选的样本量较大时，采用自动分选更加方便。自动分选主要利用全自动磁性分选仪，操作人员将待分选样本加入到分选仪中，由分选仪自动完成分选流程。全自动磁性分选仪的分选通量较大，并且一般有多个优化的分选程序可供调用，操作简单，分选可靠性高。当前具有代表性的产品化全自动磁性分选仪有加拿大StemCell公司的RoboSep和美国Dynal公司的BeadRetriever等。这些自动分选仪虽然性能先进，但体积较大，价格昂贵，因此多限于在大型实验室中固定使用。

然而，在诸如检验检疫、生物反恐、环境监测等很多应用场合，经常需要在远离实验室的地点对生物样本进行现场快速分选或自主监控式分选，这就要求磁性分选装置应该结构简单，体积小巧，能在长时间无人值守的情况下自动分选，最好还能方便与其他功能单元例如检测模块进行级联，以组合成完整的现场设备。另外，由于现场样本中往往含有各种病原体或其他有害物质，因此进样后的磁性分选应在相对封闭的空间内进行，以避免外泄污染。比照前面提及的几种全自动磁性分选仪，RoboSep和BeadRetriever在一次加样后最多只能自动运行有限的几次(RoboSep为4次，BeadRetriever为15次)，然后就需要人工更换耗材，不能在无人值守时长时间连续运行；仪器内部都使用了机械运动结构，运行可靠性降低，且不易实现小型化。RoboSep和BeadRetriever中样本和试剂的处理均在开放或半开放的形式下进行，不满足封闭条件；分选后的样本液停留在试管里，不便与其他后续处理设备无缝连接。综上可知，现有的磁性分选设备均不能完全满足现场或无人值守时的自动分选需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有设备和方法在应用到现场或无人值守场合时存在的种种不足，提供一种基于免疫磁珠的顺序流动式全自动磁性分选装置与分选方法，以满足现场或无人值守时自动磁性分选的需求。