專利名稱：一種用在流式細(xì)胞技術(shù)中的高速液流進(jìn)樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種流式細(xì)胞時所用的進(jìn)樣裝置。
背景技術(shù)：
流式細(xì)胞技術(shù)是液體在高速流動狀態(tài)下檢測、分析、分選的技術(shù)，它集電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、激光技術(shù)、流體理論于一體，是一種非常先進(jìn)的檢測和細(xì)胞分選技術(shù)。流式細(xì)胞技術(shù)在功能水平上可對單細(xì)胞或其他微粒進(jìn)行定量分析和分選，它可以高速每秒分析幾萬個細(xì)胞，并能同時從一個細(xì)胞中測得多個參數(shù)，與傳統(tǒng)的熒光鏡檢查相比，具有速度快、精度高、準(zhǔn)確性好等優(yōu)點，成為當(dāng)代最先進(jìn)的細(xì)胞定量分析、分選技術(shù)。它通過熒光染色以DNA、RNA、蛋白質(zhì)和微粒體積等為檢測目標(biāo)和分析參數(shù)，進(jìn)行樣品分析或分選收集。
在對樣品進(jìn)行分析或分選的過程中，待測樣品的形狀影響分析或分選結(jié)果。通常待測細(xì)胞被制成單細(xì)胞或為粒懸液，經(jīng)特異性熒光染料染色后加入樣品管中，在氣體壓力推動下進(jìn)入進(jìn)樣腔，進(jìn)樣腔內(nèi)充滿鞘液，在鞘液的約束下，細(xì)胞或微粒排成單列出進(jìn)樣腔噴嘴口，并被鞘液包繞形成細(xì)胞液柱。噴嘴上裝備有一個超聲振蕩壓晶體片，這個振蕩裝置使自噴嘴射出的液束破碎成于萬個小滴，流動的細(xì)胞就被分散在這些小水滴中，進(jìn)入檢測室，與水平方向的激光光束垂直相交，被熒光染料染色的細(xì)胞受到強(qiáng)烈的激光照射后發(fā)出熒光，同時產(chǎn)生散射光。細(xì)胞發(fā)出的熒光信號和散射光信號，同時被熒光光電倍增管接收，被積分放大轉(zhuǎn)換為電子信號輸入電子信息接收器、通過計算機(jī)快速而精確地將所測數(shù)據(jù)計算分析，給所要收集的小液滴一個電脈沖信號，使小水滴就全部帶上電荷。當(dāng)帶有不同電荷的細(xì)胞液流經(jīng)一對帶正、負(fù)幾千伏恒定靜電電場的偏轉(zhuǎn)板時，帶電的小液滴就根據(jù)自身所帶的電荷性質(zhì)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，落入各自的收集容器中，不帶電荷的水滴就進(jìn)入中間的廢液容器中，從而實現(xiàn)了細(xì)胞的分選(圖1)。電子信息接收器所接收到的熒光信號的大小和強(qiáng)弱與被檢測細(xì)胞或微粒的形狀有關(guān)。目前被分析樣品中的細(xì)胞大多數(shù)呈圓形，因此檢測到的信號不受細(xì)胞在液滴內(nèi)的方位的影響。但有些細(xì)胞不呈圓形，如精子細(xì)胞為扁平狀，它在液滴內(nèi)的方位直接影響著電子信息接收器所接收到的熒光信號的大小和強(qiáng)弱。因此，如采用普通方法分選扁平狀細(xì)胞，如精子細(xì)胞，則很難區(qū)分所接收到的信號是細(xì)胞自身信號的差異，還是細(xì)胞在液滴內(nèi)的方位的差異。因此如何使包含在液滴內(nèi)的扁平狀細(xì)胞或微粒呈一種方位下落是有效分選這類細(xì)胞的關(guān)鍵所在。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種用在流式細(xì)胞技術(shù)中的高速液流進(jìn)樣裝置，特別是在使用流式細(xì)胞技術(shù)進(jìn)行扁平狀細(xì)胞或微粒分選時，使包含在分選液滴內(nèi)的細(xì)胞或微粒呈同一方位下落，使電子信息接收器所接收到的熒光信號更趨于一致，從而實現(xiàn)扁平狀細(xì)胞或微粒的流式細(xì)胞技術(shù)分選收集。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了如下技術(shù)方案本實用新型在流式細(xì)胞儀的樣品輸入部位進(jìn)行改進(jìn)，建立一新型的高速液流進(jìn)樣裝置，使扁平狀細(xì)胞或其他扁平狀微粒在通過該進(jìn)樣裝置后進(jìn)行部分旋轉(zhuǎn)，使電子信息接收器所接收到的熒光信號均一化。它包括一個與待分選樣品相連接的扁平狀的進(jìn)樣針，進(jìn)樣針中央有一圓形的流出通道；一個樣品經(jīng)進(jìn)樣針流出后被鞘液包裹的進(jìn)樣腔，進(jìn)樣腔呈圓柱形或上大下小的錐形；在進(jìn)樣腔的兩側(cè)設(shè)有鞘液入口，分別位于進(jìn)樣腔內(nèi)扁平狀進(jìn)樣針橫向扁平面的中央的近樣品端，使兩個高速注入的鞘液流對樣品流出液形成夾擊狀態(tài)，而使扁平狀細(xì)胞轉(zhuǎn)向并在噴嘴的鞘液入口部位形成與扁平狀進(jìn)樣針平行的方位；進(jìn)樣腔的下端接有一錐形的噴嘴，使被鞘液包裹后的樣品，從噴嘴噴出并維持其旋轉(zhuǎn)方位，即扁平面面向接收器(接收器所面向的熒光發(fā)光面積最大)，然后經(jīng)激光激發(fā)，振蕩成小滴，使電子信息接收器所接收到的熒光信號最大化。
為了提高本實用新型的工作效率，所述的進(jìn)樣裝置中進(jìn)樣針中央的圓形的流出通道的內(nèi)徑0.2-0.05毫米，進(jìn)樣腔內(nèi)兩個鞘液入口與進(jìn)樣針流出端的距離50-5毫米，且位于進(jìn)樣腔的上端，而扁平狀進(jìn)樣針流出端的厚度逐漸變薄，其頂端扁平面與樣品出口之間的壁厚0.1-0.01毫米。
所述的進(jìn)樣腔下端所接的錐形噴嘴，其內(nèi)腔是一橢圓形結(jié)構(gòu)，橢圓形入口口徑為2-5毫米，從入口至出口呈流線型縮小，內(nèi)腔各平面長徑與短徑的比例為2∶1-5∶1。橢圓形內(nèi)腔在距噴嘴出口端2-3毫米處為橢圓形內(nèi)腔端部，此時內(nèi)腔的橢圓形逐漸變?yōu)閳A形，保證出口端流出液為圓柱形。橢圓形內(nèi)腔端部短徑0.05-0.01毫米。噴嘴出口端的口徑0.05-0.01毫米。噴嘴橢圓形內(nèi)腔從入口至出口其橢圓形平面旋轉(zhuǎn)95-270度，旋轉(zhuǎn)為順時針方向，也可為逆時針方向。
本實用新型由于采用了上述設(shè)計，待分選樣品經(jīng)進(jìn)樣針進(jìn)入進(jìn)樣腔，被高壓高速流動的鞘液包裹，在包裹的過程中，經(jīng)進(jìn)樣針流出的樣品通過來自兩側(cè)高壓高速流動的鞘液經(jīng)進(jìn)樣針的扁平面形成向下向心的擠壓力，使樣品中的扁平細(xì)胞或微粒，處于與進(jìn)樣針扁平面平行的方位下降，經(jīng)橢圓形噴嘴保持其扁平面的方位噴出，被熒光染料染色的細(xì)胞受到強(qiáng)烈的激光照射后發(fā)出熒光，然后振動形成小滴，同時產(chǎn)生散射光，被電子信息接收器所接收，使接收到的信號均勻而最大化，更有利于分析及識別分選。
本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，使用方便等特點，是一種提高采用流式細(xì)胞技術(shù)進(jìn)行扁平細(xì)胞或微粒分選，特別是的體外XY精子細(xì)胞分選的有效手段，具有良好的應(yīng)用前景。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例做進(jìn)一步說明
圖1為流式細(xì)胞儀工作原理示意示意圖圖2為實施例結(jié)構(gòu)前后縱切面示意圖圖3為實施例結(jié)構(gòu)左右縱切面示意圖圖4為實施例噴嘴結(jié)構(gòu)左右縱測面示意圖圖5為實施例噴嘴結(jié)構(gòu)俯視圖圖6未用本實用新型時XY精子細(xì)胞分選旋轉(zhuǎn)(均一化)效果圖圖7采用本實用新型后XY精子細(xì)胞分選旋轉(zhuǎn)(均一化)效果圖圖8采用本實用新型后XY精子細(xì)胞分選的直方圖具體實施方式
實施例一、高速液流進(jìn)樣裝置的制作如圖2，圖3所示，本實用新型包括扁平狀的進(jìn)樣針1和位于進(jìn)樣針中央有一圓形的流出通道2、與進(jìn)樣針1相接的進(jìn)樣腔3、與進(jìn)樣腔3相接的噴嘴接口4、與進(jìn)樣腔3相通的噴嘴接口4相通的鞘液入口5、與噴嘴接口相接的4噴嘴6。如圖4、圖5所示，噴嘴6為一上大下小的錐狀結(jié)構(gòu)，分為接口部7、入口部8、頸部9、旋轉(zhuǎn)端部10和出口11，其入口部8呈從圓形向橢圓形過渡的形狀，頸部9為橢圓形，旋轉(zhuǎn)端部10為橢圓形，向下至出口11為從橢圓形向圓形過渡的形狀，出口11為從橢圓形向圓形。噴嘴頸部9的橢圓形至端部10的橢圓形其橢圓長徑進(jìn)行大于90度的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)待分選樣品12通過位于進(jìn)樣針通道2進(jìn)入進(jìn)樣腔3底部時，與高壓高速經(jīng)鞘液入口5流入的鞘液相遇并被包裹下降，此時包含在包裹液內(nèi)的細(xì)胞在作用在扁平狀進(jìn)樣針兩扁平面的軸向擠壓力作用下轉(zhuǎn)向，成為與扁平面平行的方位，再經(jīng)噴嘴6的接口部7、入口部8、頸部9、旋轉(zhuǎn)端部10和出口11以圓柱狀液體流出，振蕩成為小滴，經(jīng)激發(fā)、檢測、收集區(qū)進(jìn)入收集管，使接收到的信號均勻而最大化，更有利于分析及識別分選。
實施例2、本實用新型對XY精子細(xì)胞的分選效果的影響1)實驗材料流式細(xì)胞儀，F(xiàn)ACS Vantage SE，美國BD公司2)實驗方法采用新鮮采集的牛精液，用含有3％的牛血清白蛋白和5％蛋黃的Dulbecco’s磷酸鹽緩沖溶液稀釋至1×108細(xì)胞/ml，用Hoechst 33342進(jìn)行染色，然后將細(xì)胞懸液置流式細(xì)胞儀上，以磷酸緩沖液為鞘液，用365nm激光激發(fā)熒光，進(jìn)行X精子細(xì)胞分選。鞘液壓力為30psi，進(jìn)樣速度為20000次/秒，收集速度為100-1500個/秒。分選的目的細(xì)胞設(shè)定為所有已染色細(xì)胞。采用不加本實用新型的進(jìn)樣裝置和加本實用新型的進(jìn)樣裝置進(jìn)行收集。收集到的細(xì)胞經(jīng)離心濃縮，用含20％蛋黃的精液稀釋液(2.9％檸檬酸鈉，0.5％D-果糖)稀釋至1×106細(xì)胞/ml，室溫(25℃)靜置30分鐘，觀察并記錄單位時間內(nèi)X精子的收集數(shù)量、存活率及分選準(zhǔn)確性3)實驗結(jié)果如圖6、圖7、圖8所示，本實用新型的進(jìn)樣裝置使待分選精子細(xì)胞旋轉(zhuǎn)方位(均一化)百分率從原有進(jìn)樣裝置的32％提高到85％，圖6、圖7中右側(cè)的峰代表方位已旋轉(zhuǎn)精子細(xì)胞群。本實用新型的進(jìn)樣裝置使收集速度從原有進(jìn)樣裝置的113個/秒提高到1060個/秒，活力和準(zhǔn)確性分別為75％、78％和92％、95％，說明本實用新型可提高XY精子細(xì)胞的分選效率，但不影響存活率及分選準(zhǔn)確性。
權(quán)利要求1.一種高速液流進(jìn)樣裝置，特別是在使用流式細(xì)胞技術(shù)進(jìn)行扁平狀細(xì)胞或其他扁平狀微粒分選時，所采用的進(jìn)樣裝置，它包括1)與待分選樣品相連接的扁平狀的進(jìn)樣針；2)樣品經(jīng)進(jìn)樣針流出后與流式細(xì)胞儀鞘液相混合的進(jìn)樣腔；3)扁平狀的進(jìn)樣針兩側(cè)具有兩個高速鞘液流噴入口，使其對樣品流出液形成夾擊狀態(tài)；4)進(jìn)樣腔的下端接有一錐形的噴嘴；5)待分選樣品與鞘液混合后，經(jīng)噴嘴高速流出，進(jìn)入檢測和收集系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)樣裝置，其特征在于扁平狀進(jìn)樣針流出端的厚度逐漸變薄，其流出端扁平側(cè)與出口內(nèi)壁間的壁厚為0.1-0.01毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)樣裝置，其特征在于扁平狀進(jìn)樣針中央有一圓形的流出通道，通道的內(nèi)徑小于0.2-0.05毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)樣裝置，其特征在于所述的兩個高速鞘液流噴出口分別位于進(jìn)樣腔內(nèi)扁平狀進(jìn)樣針橫向扁平面的中央的近樣品端，且與進(jìn)樣針流出端的距離50-5毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的進(jìn)樣裝置，其特征在于所述的錐形噴嘴的內(nèi)腔是一橢圓形結(jié)構(gòu)，從入口至出口呈流線型縮小。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的錐形噴嘴，其特征在于橢圓形內(nèi)腔的長徑與短徑的比例為2∶1-5∶1。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的錐形噴嘴，其特征在于橢圓形內(nèi)腔從入口至出口其橢圓形平面旋轉(zhuǎn)95-270度，旋轉(zhuǎn)為順時針方向，也可為逆時針方向。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的錐形噴嘴，其特征在于橢圓形內(nèi)腔出口短徑為0.05-0.01毫米。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的錐形噴嘴，其特征在于噴嘴出口為圓形，內(nèi)徑為0.05-0.01毫米。
專利摘要本實用新型涉及一種用在流式細(xì)胞技術(shù)中的高速液流進(jìn)樣裝置，特別是在使用流式細(xì)胞技術(shù)進(jìn)行扁平狀細(xì)胞或微粒分選時，使包含在分選液滴內(nèi)的細(xì)胞或微粒呈同一方位下落，使電子信息接收器所接收到的熒光信號更趨于一致，從而實現(xiàn)扁平狀細(xì)胞或微粒的流式細(xì)胞技術(shù)的有效分選收集。本實用新型可使流式細(xì)胞儀XY精子細(xì)胞分選效率提高9倍以上，且具有結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，使用方便等特點，是一種提高采用流式細(xì)胞技術(shù)進(jìn)行扁平細(xì)胞或微粒，如精子細(xì)胞分選的有效方法，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號G01N35/10GK2748919SQ200420093220
公開日2005年12月28日 申請日期2004年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月9日
發(fā)明者劉世明 申請人:劉世明