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CN103823073A - 用于样品处理和微粒分析的自动化装置及方法 - Google Patents

用于样品处理和微粒分析的自动化装置及方法 Download PDF

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CN103823073A
CN103823073A CN201310216109.4A CN201310216109A CN103823073A CN 103823073 A CN103823073 A CN 103823073A CN 201310216109 A CN201310216109 A CN 201310216109A CN 103823073 A CN103823073 A CN 103823073A
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CN
China
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sample
reaction
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reagent
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CN201310216109.4A
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陶靖
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Shanghai Nano Derivatives Technology Co Ltd
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Individual
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Abstract

本发明公开了一种用于样品处理和微粒分析的自动化装置及方法,所述装置中的样本前处理系统包括样本前处理装置、调节反应参数的输入装置、精确定量吸取和加注装置和反应控制装置;装置中的流式细胞分析系统,能够获得某类待测目标物的绝对浓度。本发明还公开了应用上述装置对待测目标物进行分析的各种工作方式。利用本发明公开的装置和方法,能够自动化、精确地控制标记反应和溶血反应等的过程,且反应时间和反应用量等参数可由操作者根据需要调节,使实验的一致性和可重复性得到保证;而且能够对待测目标物进行绝对浓度分析,不需要额外的人工或设备。

Description

用于样品处理和微粒分析的自动化装置及方法
一、技术领域:
本发明涉及用于样品处理和微粒分析的装置及方法。特别地,本发明涉及一种应用流式细胞分析技术,用于样品处理和微粒分析的自动化装置及方法。
二、背景技术:
流式细胞分析技术(Flow Cytometry)应用流体动力学聚焦原理,使待分析的微粒排成一条线,逐个地流过聚焦的光检测区,被微粒散射的光和被激发出的荧光被多个探测器检测,经过信号处理和采样,进行数据处理,实现针对目标物的分类和计数。
流式细胞分析技术被广泛地应用于各种微粒的分析。这里,微粒指人或其他动物、植物的各种细胞和各种人造微球,如有机材料或无机材料制成的微球,这些微球携带或包被标记物(如抗体或染料等),用于特异性地识别和结合溶于人或其他动物的血清、体液中的各种生物分子,如蛋白质、抗原、核酸等,这些可溶性的生物分子是临床诊断的重要分析目标。
流式细胞分析仪通常装备多种激光和多色荧光检测装置,结合最新开发的单克隆抗体技术和各种荧光染料,可用于分析很多种目标物。如结合各种单克隆抗体,流式细胞仪可分析携带特定抗原的特异性细胞,如淋巴细胞的免疫分型和造血干细胞等。结合特异性荧光染料,流式细胞术可分析核酸及特异性红细胞和血小板,如网织红细胞和有核红细胞等。近年来,流式分析技术还被发展用于分析各种可溶性分子,即液相芯片技术,其结合微球和标记物的技术,可用于核酸和肿瘤标志物等生物分子的高通量检测。
淋巴细胞的免疫分型,即相对或绝对计数淋巴细胞中T、B、NK各细胞亚群以及T淋巴细胞中的Helper和Suppressor亚类,能更深入地揭示人体免疫系统的病情,对诊断和治疗人体免疫系统的疾病有重要的参考意义,是较常用的流式细胞分析项目。
流式细胞仪的分析功能十分强大,可用于分析很多种目标物;但常用的流式细胞分析仪在使用中也有许多不足之处:
a.待测的样本如全血或血清等,通常需要先进行标记反应,使待测目标物与标记物进行特异性地结合,如待测抗原和荧光抗体的结合、细胞核酸物质与荧光染料的结合、或肿瘤标志物等可溶性生物分子与携带标记物的微球的结合等。现在,这种标记反应通常是手工进行的,操作繁复,对操作者的技术要求较高,而且反应时间不能精确控制。
b.待测的全血样本进行标记后,在分析测试前通常必须使用一种或多种试剂与待测样本进行反应,来完全裂解红细胞,从而不干扰待测细胞的分析;并对待测细胞进行一定的处理,然后应用流式分析技术进行分类和计数。溶血反应通常是手工进行的,反应时间较长。实践中,有些项目的分析对溶血反应很敏感,反应时间稍长,溶血剂就会破坏待测目标物。因此,若要进行非常快速的溶血反应,手工操作几乎不能控制。
由于这些样品处理的反应过程通常由手工进行,因此现在流式细胞分析仪主要用于科学研究实验和小批量的临床检验,而不适合大批量的样本分析。而且反应时间不能精确控制,使实验的一致性和可重复性成为问题。
c.流式细胞分析仪通常不能进行待测目标物的绝对计数分析,如T淋巴细胞中的Helper亚类和Suppressor亚类的绝对计数(个数/升)。现有的方法是在待测目标物的样本中加入数量已知的另一种标准粒子;或是用人工或在自动化血液分析仪上对待测目标物进行绝对浓度检测。这些方法都需要额外的设备,且操作繁复。
针对流式细胞分析中的上述问题,需要对样品处理和微粒分析的过程进行改进。
三、发明内容:
本发明的目的是为克服流式分析中样品处理对人工的消耗和实验的可重复性问题,以及需要额外的人工或设备对待测目标物进行绝对浓度(个数/升)检测的问题,本发明提出了一种用于样品处理和微粒分析的自动化装置及方法,能够自动地、精确地控制标记反应和溶血反应等的过程,且反应时间和反应用量等参数可由操作者根据需要调节,而且能够对待测目标物进行绝对计数分析。
为实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:
本发明的装置包括样本前处理系统和流式细胞分析系统。
样本前处理系统包括样本前处理装置、调节反应参数的输入装置、精确定量吸取和加注装置和反应控制装置,能够根据需要完成自动化的样本标记反应、全血样本的溶血反应、或其它样本与试剂的反应。
为适应不同的检测种类和样本数量,本发明的装置中的样本前处理装置包含多个部件,包括溶血和细胞分类反应池、标记反应池、标记物贮存池、样本吸取针装置、标记物吸取针装置和样本进样位置。
其中,溶血和细胞分类反应池可设一个或多个,并带有温度控制;使用一种或多种试剂与待测样本进行反应,完全裂解红细胞,并对待测目标物进行一定的处理,然后应用流式分析技术进行分类和计数。这里待测目标物通常指白细胞或某类细胞,如淋巴细胞等。
标记反应池可设一个或多个,并带有温度控制,供不同的样本与标记物分别在不同的标记反应池中进行反应。
本发明的装置采用标准的微量离心管或定制的其他容器来贮存标记物。
标记物贮存池可设一个或多个,并带有温度控制;多个标准的微量离心管或定制的其他容器分别放置于标记物贮存池中。在一个容器中可贮存大量的某种标记物,供多次吸取,加入标记反应池中,分别与样本进行标记反应;也可在一个容器中只贮存一次标记反应用的标记物,则标记反应可在此容器中直接进行,而不用吸取再加入标记反应池中与样本进行标记反应。
样本吸取针装置可带动样本吸取针,沿横向和竖向的导轨或转动机构等移动,精确地到达某个指定的空间位置,实现对样本的精确吸取和加入各个反应池中参与反应。样本吸取针装置也可精确吸取标记物等试剂并加入各个反应池中参与反应。
标记物吸取针装置可带动标记物吸取针,沿横向和竖向的导轨或转动机构等移动,精确地到达某个指定的空间位置,实现对标记物等试剂的精确吸取和加入各个反应池中参与反应。标记物吸取针装置也可精确吸取样本并加入各个反应池中参与反应。
样本通常盛放于试管等容器中,由人工或自动化的机构送入样本进样位置。样本吸取针可到达这个位置,吸取样本用于后续的反应。
本发明的装置中的调节反应参数的输入装置是一种人机交互界面,如计算机等,操作者可根据需要,调节控制反应过程的各种参数,如标记反应或溶血反应等过程的反应时间,或参与反应的样本、标记物和溶血剂等试剂的吸取用量和加注过程,从而精确地控制反应过程。
本发明的装置中的精确定量吸取和加注装置采用精密注射器等手段对参与反应的样本、标记物和溶血剂等试剂的用量进行精确计量,并分别加入各反应池中。
本发明的装置中的反应控制装置可接收输入装置传来的调节反应参数的设置,控制参与反应的样本、标记物和溶血剂等试剂的吸取用量和加注过程,以及控制样本的标记反应、全血样本的溶血反应、或样本与试剂的其它反应的整个过程,反应时间结束时待测样品马上被送入下一步反应或送入流式细胞分析系统进行分析。这样,整个样品处理和微粒分析的过程都是自动化、精确地进行。
本发明的装置中的流式细胞分析系统包含流路子系统、光学子系统、信号处理子系统和信息处理子系统等,能够实现多个角度的散射光和多色荧光的测量。基于测量的多种信息,应用智能的信息处理和识别技术,完成针对目标物的分类和计数。特别地,在流路子系统中采用精密注射器等手段对每次流式分析的量进行精确计量,因此流式细胞分析系统除了可以获得各种待测目标物的比例和计数的信息;还可根据参与反应的样本和试剂的用量以及每次分析的量,计算出某类待测目标物的绝对浓度(个数/升)。
本发明的装置可根据需要,灵活地设定不同的反应控制参数:
A.针对不同的实验和临床检验的要求,操作者可根据需要,调节标记反应和溶血反应等过程的反应时间,由调节反应参数的输入装置送入反应控制装置;反应控制装置根据参数设置,精确地控制样本标记反应、全血样本的溶血反应、或样本与试剂的其它反应的整个过程。其中,标记反应和溶血反应等过程的反应时间可以变化,但要在系统设定的允许限度内,且系统有适当的混匀方式来保证。
B.针对不同的实验和临床检验的要求,操作者也可根据需要,调节参与反应的样本、标记物和溶血剂等试剂的吸取用量和加注步骤,由调节反应参数的输入装置送入反应控制装置;反应控制装置根据参数设置,精确吸取定量的样本、标记物和溶血剂等试剂,并在设定的时刻,按设定的步骤,分别加入各反应池或容器中进行反应,从而精确地控制样本标记反应、全血样本的溶血反应、或样本与试剂的其它反应的整个过程。其中,参与反应的样本、标记物和溶血剂等试剂的吸取用量可以变化,但要在系统设定的允许限度内,且系统有适当的混匀方式来保证。
本发明的装置可根据需要,灵活地设定不同的工作方式:
a.标记物贮存池中的容器中可分别贮存大量的某种标记物,供多次吸取,则可由本装置自动地完成大量样本的标记反应。在样本的标记反应中,样本吸取针装置带动样本吸取针到达样本进样位置,精确吸取定量的待测样本,然后移动并加入标记反应池中。标记物吸取针装置带动标记物吸取针,从标记物贮存池的容器中精确吸取定量的某种标记物,然后移动并加入标记反应池中。不同的待测样本与标记物分别在不同的标记反应池中混合,并由适当的方式进行混匀,进行标记反应。当设定的标记反应的反应时间到达时,被标记的待测样本由样本吸取针装置加入溶血和细胞分类反应池与试剂进行反应。
b.标记物贮存池的一个容器中可只贮存一次标记反应用的标记物,由操作者根据需要自行加入,则标记反应可在此容器中直接进行,而不用吸取再加入标记反应池中与样本进行标记反应。在样本的标记反应中,样本吸取针装置带动样本吸取针到达样本进样位置,精确吸取定量的待测样本,然后移动并加入标记物贮存池中的已贮存一次标记反应用的标记物的一个容器中。待测样本与标记物分别在不同的上述容器中混合,并由适当的方式进行混匀,进行标记反应。当设定的标记反应的反应时间到达时,被标记的待测样本由样本吸取针装置加入溶血和细胞分类反应池与试剂进行反应。
c.在溶血和细胞分类反应中,样本吸取针装置带动样本吸取针精确吸取定量的在本装置中已被标记的待测样本;或者样本吸取针装置带动样本吸取针到达样本进样位置,精确吸取定量的已标记的或未标记的待测样本;然后移动并加入溶血和细胞分类反应池中与试剂进行混合,并由适当的方式进行混匀,进行溶血和细胞分类反应。当设定的溶血和细胞分类反应的反应时间到达时,反应后的待测样本被送入流式细胞分析系统进行检测,获得各种待测目标物的比例和计数的信息。由于参与反应的样本和试剂的量,以及每次分析的量都是精确计量的,因此所述的装置和方法能进而求出待测目标物的绝对浓度。
这里,待测样本可以是全血、血清或体液。标记物可以是特异性的抗体或染料等;也可以是携带或包被特异性的抗体或染料等的各种人造微球,如有机材料或无机材料制成的微球,这些微球携带标记物,用于特异性地识别和结合溶于全血、血清或体液中的各种生物分子或细胞,如蛋白质、抗原、核酸等。因此,所述的装置和方法不仅可以分析人或其他动物、植物的各种细胞,还可以分析各种可溶性分子。
由于采用了以上技术方案,本发明能够实现的有益效果在于:
利用本发明的装置和方法,应用流式细胞分析技术,在样品处理和微粒分析的过程中,能够自动化、精确地控制标记反应和溶血反应等的过程,且反应时间和反应用量等参数可由操作者根据需要调节,使实验的一致性和可重复性得到保证;而且能够对待测目标物进行绝对浓度分析,不需要额外的人工或设备。
四、附图说明:
图1.本发明的装置的基本组成,包括样本前处理系统和流式细胞分析系统。
图2.本发明的装置中的流式细胞分析系统的组成。
图3.本发明的装置实现样品处理和微粒分析的自动化处理的原理示意图。
图4.本发明的装置中的样本前处理装置的组成。
五、具体实施方式:
本发明的装置和方法应用流式细胞分析技术,可用于分析各种微粒。这里,微粒指人或其他动物、植物的各种细胞和各种人造微球,如有机材料或无机材料制成的微球,这些微球携带标记物(如抗体或染料等),用于特异性地识别和结合溶于人或其他动物的血清、体液中的各种生物分子,如蛋白质、抗原、核酸等,这些可溶性的生物分子是临床诊断的重要分析目标。
本发明的装置包括样本前处理系统和流式细胞分析系统,如图1所示。
本发明的装置中的流式细胞分析系统包含流路子系统、光学子系统、信号处理子系统和信息处理子系统等,如图2所示,能够实现多个角度的散射光和多色荧光的测量。基于测量的多种信息,应用智能的信息处理和识别技术,完成针对目标物的分类和计数。特别地,在流路子系统中采用精密注射器等手段对每次分析的量进行精确计量,因此流式细胞分析系统除了可以获得各种待测目标物的比例和计数的信息;还可根据参与反应的样本和试剂的用量以及每次分析的量,计算出某类待测目标物的绝对浓度(个数/升)。
样本前处理系统包括样本前处理装置、调节反应参数的输入装置、精确定量吸取和加注装置和反应控制装置,如图3所示,能够根据需要完成自动化的样本标记反应、全血样本的溶血反应、或其它样本与试剂的反应。
为适应不同的检测种类和样本数量,本发明的样本前处理系统中的样本前处理装置包含了多种部件,如图4所示:
a.溶血和细胞分类反应池,如图4中11所示。在流式细胞分析中,为了对待测目标物进行分类和计数(待测目标物通常指白细胞或某类细胞,如淋巴细胞等),需要使用一种或多种试剂,完全裂解红细胞,并对待测细胞进行一定的处理,然后应用流式分析技术,结合一定的光学方法,实现对某类待测目标物的分类和计数。由于参与反应的样本和试剂的量,以及每次分析的量都是精确计量的,因此本发明的装置能实现对某类待测目标物的分类和绝对计数。为分析多种细胞或微粒,本发明的溶血和细胞分类反应池11可设置一个或多个,每个反应池可连接不同的试剂进入参与反应。本发明的溶血和细胞分类反应池11一般由金属制成,如不锈钢;还设置了温度控制装置,可为最优的反应提供温度控制,如35摄氏度。
b.标记物贮存池,如图4中22所示。在流式细胞分析中,需要多种标记物,如CD3、CD4、CD8和CD34单抗等。本发明的装置中采用了多个标准的微量离心管(如图4中25所示)来贮存标记物,一个标准微量离心管25贮存一种标记物。在分析测试前,将标记物装入标准微量离心管25中,然后分别放入标记物贮存池22中,标记物贮存池可根据需要设置一个或多个。一个标准微量离心管25的容量至少是500微升,一次标记反应的用量通常是20到50微升,因此装满一个标准微量离心管的标记物至少可供标记10到25个样本用。多个标准微量离心管25可分别放置于多个标记物贮存池22中,标记物贮存池22的内部形状和尺寸可与标准微量离心管25的外形紧密配合;还可设有可开合的盖子等机构,将放置于标记物贮存池中的标准微量离心管25压住固定。本发明的标记物贮存池22一般由金属制成,如不锈钢;还设置了温度控制装置,可为标记物贮存提供最优的温度控制,如4摄氏度。
c.标记反应池,如图4中33所示。在流式细胞分析中,需要对样本进行一种或多种标记反应,如用CD3和CD4单抗标记T淋巴细胞中的Helper亚类。本发明的标记反应池33可根据需要设置一个或多个,供不同的样本与标记物分别进行反应。优化的状况下,标记反应池的内部形状和尺寸可与标准微量离心管25的内腔的形状和尺寸相同。本发明的标记反应池33一般由金属制成,如不锈钢;还可设置温度控制装置,为最优的反应提供温度控制。
d.样本吸取针装置,如图4中44所示。在流式细胞分析中,为实现对样本的精确吸取和加入各个反应池中参与反应,本发明的样本吸取针装置44可带动样本吸取针(如图4中46所示),沿横向和竖向的导轨或转动机构等移动,精确地到达指定的空间位置,实现样本的吸取和加入各个反应池。样本吸取针装置也可精确吸取标记物等试剂并加入各个反应池中参与反应。
e.标记物吸取针装置,如图4中55所示。在流式细胞分析中,为实现对标记物的精确吸取和加入各个反应池中参与反应,本发明的标记物吸取针装置55可带动标记物吸取针(如图4中57所示),沿横向和竖向的导轨或转动机构等移动,精确地到达指定的空间位置,实现标记物等试剂的吸取和加入各个反应池。标记物吸取针装置也可精确吸取待测样本并加入各个反应池中参与反应。
f.样本进样位置,如图4中66所示。本发明的装置中,样本进样位置66位于仪器主体之外。样本通常盛放于试管等容器中,由人工或自动化的进样机构送入。样本吸取针可到达这个位置,吸取样本用于后续的反应。
本发明的装置中采用了多个标准的微量离心管(如图4中25所示)来贮存标记物,但不限于此。在实际应用中,可根据分析的用途和样本的数量,选用不同规格的标准微量离心管或定制的其他容器。
本发明的装置中的调节反应参数的输入装置是一种人机交互界面,如计算机等,操作者可根据需要,调节控制反应过程的各种参数,如标记反应或溶血反应等过程的反应时间,或参与反应的样本、标记物和溶血剂等试剂的吸取用量和加注过程,从而精确地控制反应过程。
本发明的装置中的精确定量吸取和加注装置采用精密注射器等手段对参与反应的样本、标记物和溶血剂等试剂的用量进行精确计量,并分别加入各反应池中。
本发明的装置中的反应控制装置可接收输入装置传来的调节反应参数的设置,控制参与反应的样本、标记物和溶血剂等试剂的吸取用量和加注过程,以及控制样本的标记反应、全血样本的溶血反应、或样本与试剂的其它反应的整个过程,反应时间结束时待测样品马上被送入下一步反应或送入流式细胞分析系统进行分析。这样,整个样品处理和微粒分析的过程都是自动化、精确地进行。
这里,待测样本可以是全血、血清或体液。标记物可以是特异性的抗体或染料等;也可以是携带或包被特异性的抗体或染料等的各种人造微球,如有机材料或无机材料制成的微球,这些微球携带标记物,用于特异性地识别和结合溶于全血、血清或体液中的各种生物分子或细胞,如蛋白质、抗原、核酸等。因此,所述的装置和方法不仅可以分析人或其他动物、植物的各种细胞,还可以分析各种可溶性分子。
在临床检验和科研实验中,情况变化多样。
1.需要检测的目标种类和样本数量不同:
1.1)针对一种或多种待测目标物,如T淋巴细胞中的Helper亚类(用CD3和CD4单抗标记)或T淋巴细胞中的Suppressor亚类(用CD3和CD8单抗标记),进行大批量的样本检测,如大量样本筛查或高通量检测。
1.2)针对一种或多种待测目标物,如T淋巴细胞中的Helper亚类(用CD3和CD4单抗标记)或T淋巴细胞中的Suppressor亚类(用CD3和CD8单抗标记),进行小批量的样本检测,如小量的临床检验和科学研究实验。
2.标记反应以及溶血和细胞分类反应的设置都是不同的:
2.1)有些项目的标记反应耗时较长,如全血样本中淋巴细胞的表面抗原的标记一般要至少十分钟。
2.2)有些项目的分析对溶血反应很敏感,反应时间稍长,溶血剂就会破坏待测目标物。
3.有时需要某种待测目标物的绝对计数分析,如白细胞三分类或五分类的比例和浓度(个数/升),或T淋巴细胞中的Helper亚类和Suppressor亚类的绝对计数(个数/升)。
为适应不同的检测项目和反应过程,本发明的装置可根据需要,灵活地设定不同的工作方式。
下面列举具体的实施例:
实例1
求人全血样本中的淋巴细胞的比例和浓度,即需要对淋巴细胞进行分类并绝对计数(个数/升),但不需要标记反应。
方案1:采用某商业试剂进行溶血和细胞分类反应,参与反应的样本用量为50uL,试剂的用量为1mL,反应时间为10分钟。
实验操作者在调节反应参数的输入装置上设定参与反应的样本和试剂的用量和反应时间,反应控制装置根据参数设置精确地控制样本的溶血和分类反应的整个过程。样本吸取针装置带动样本吸取针到达样本进样位置,精确吸取定量的待测样本;然后移动并加入溶血和细胞分类反应池与试剂进行混合,并由适当的方式进行混匀,进行溶血和细胞分类反应。当设定的溶血和细胞分类反应的反应时间到达时,反应后的待测样本被送入流式细胞分析系统进行检测,获得淋巴细胞占白细胞的比例。由于参与反应的样本和试剂的量,以及每次分析的量都是精确计量的,因此所述的装置和方法能进而求出淋巴细胞的绝对浓度(个数/升)。
方案2:采用自配试剂进行溶血和细胞分类反应,参与反应的样本用量为30uL,试剂的用量为1.5mL,反应时间为7秒钟。
操作方式同上,只是反应参数的设置不同。
实例2
求大批量的人全血样本中的T淋巴细胞的Helper亚类的浓度(个数/升),即需要用CD3和CD4单抗对全血样本进行标记,求得Helper亚类占淋巴细胞的比例;并需要求得淋巴细胞的浓度。
方案:采用某商业抗体套装A(CD3和CD4单抗共同封装在一起)进行细胞标记反应,参与反应的全血样本用量为100uL,抗体套装的用量为20uL,反应时间为10分钟。
采用某商业试剂进行溶血和细胞分类反应,参与反应的已标记的样本用量为50uL,试剂的用量为1mL,反应时间为10分钟。
标记物贮存池中的容器中可预先贮存大量的抗体标记物,供多次吸取,则可由本装置自动地完成大量样本的标记反应。实验操作者在调节反应参数的输入装置上设定参与反应的样本、标记物和试剂的用量和各反应时间,反应控制装置根据参数设置精确地控制样本的标记反应、已标记样本的溶血和分类反应的整个过程。
在样本的标记反应中,样本吸取针装置带动样本吸取针到达样本进样位置,精确吸取定量的待测样本,然后移动并加入标记反应池中。标记物吸取针装置带动标记物吸取针,从标记物贮存池的容器中精确吸取定量的抗体标记物,然后移动并加入标记反应池中。不同的待测样本与标记物分别在不同的标记反应池中混合,并由适当的方式进行混匀,进行标记反应。当设定的标记反应的反应时间到达时,样本吸取针装置带动样本吸取针精确吸取定量的已被标记的待测样本,然后移动并加入溶血和细胞分类反应池与试剂进行混合,并由适当的方式进行混匀,进行溶血和细胞分类反应。当设定的溶血和细胞分类反应的反应时间到达时,反应后的待测样本被送入流式细胞分析系统进行检测,可求得Helper亚类占淋巴细胞的比例。由于参与反应的样本和试剂的量,以及每次分析的量都是精确计量的,因此所述的装置和方法能进而求出淋巴细胞的绝对浓度。结合上述信息可求得Helper亚类的绝对浓度(个数/升)。
实例3
求小批量的人全血样本中的T淋巴细胞的Suppressor亚类的浓度(个数/升),即需要用CD3和CD8单抗对全血样本进行标记,求得Suppressor亚类占淋巴细胞的比例;并需要求得淋巴细胞的浓度。
方案:采用某商业抗体套装B(CD3和CD8单抗分别封装)进行细胞标记反应,参与反应的全血样本用量为100uL,CD3单抗的用量为15uL,CD8单抗的用量为15uL,反应时间为15分钟。
采用自配试剂进行溶血和细胞分类反应,参与反应的已标记的样本用量为30uL,试剂的用量为1.5mL,反应时间为7秒钟。
标记物贮存池的一个容器中只贮存一次标记反应用的标记物,由操作者根据需要自行加入,则标记反应可在此容器中直接进行,而不用吸取再加入标记反应池中与样本进行标记反应。实验操作者在调节反应参数的输入装置上设定参与反应的样本、标记物和试剂的用量和各反应时间,反应控制装置根据参数设置精确地控制样本的标记反应、已标记样本的溶血和分类反应的整个过程。
在样本的标记反应中,样本吸取针装置带动样本吸取针到达样本进样位置,精确吸取定量的待测样本,然后移动并加入标记物贮存池中的已贮存一次标记反应用的标记物的一个容器中。待测样本与标记物分别在不同的上述容器中混合,并由适当的方式进行混匀,进行标记反应。当设定的标记反应的反应时间到达时,样本吸取针装置带动样本吸取针精确吸取定量的已被标记的待测样本,然后移动并加入溶血和细胞分类反应池与试剂进行混合,并由适当的方式进行混匀,进行溶血和细胞分类反应。当设定的溶血和细胞分类反应的反应时间到达时,反应后的待测样本被送入流式细胞分析系统进行检测,可求得Suppressor亚类占淋巴细胞的比例。由于参与反应的样本和试剂的量,以及每次分析的量都是精确计量的,因此所述的装置和方法能进而求出淋巴细胞的绝对浓度。结合上述信息可求得Suppressor亚类的绝对浓度(个数/升)。
尽管在附图和前述的描述中详细阐明和描述了本发明,应认为该阐明和描述是说明性的和示例性的,而不是限制性的;本发明不限于上述实施方式。
那些本技术领域的一般技术人员可以通过研究说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书,理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中,措词“包括”不排除其他的元素和步骤,并且措词“一个”不排除复数。在本发明的实际应用中,一个零部件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。

Claims (10)

1.一种用于样品处理和微粒分析的自动化装置,其特征在于:所述装置包括样本前处理系统,其中包含:
样本前处理装置,
调节反应参数的输入装置,
精确定量吸取和加注装置,
和反应控制装置。
其中,调节反应参数的输入装置是一种人机交互界面,如计算机等,操作者可根据需要,调节控制反应过程的各种参数,如标记反应或溶血反应等过程的反应时间,或参与反应的样本、标记物和溶血剂等试剂的吸取用量和加注过程,从而精确地控制反应过程。
精确定量吸取和加注装置采用精密注射器等手段对参与反应的样本、标记物和溶血剂等试剂的用量进行精确计量,并分别加入各反应池中。
反应控制装置可接收输入装置传来的调节反应参数的设置,控制参与反应的样本、标记物和溶血剂等试剂的吸取用量和加注过程,以及控制样本的标记反应、全血样本的溶血反应、或样本与试剂的其它反应的整个过程,反应时间结束时待测样品马上被送入下一步反应或送入流式细胞分析系统进行分析。这样,整个样品处理和微粒分析的过程都是自动化、精确地进行。
2.根据权利要求1所述的一种用于样品处理和微粒分析的自动化装置,其特征在于:样本前处理装置包含多个部件:
a.溶血和细胞分类反应池,
b.标记物贮存池,
c.标记反应池,
d.样本吸取针装置,
e.标记物吸取针装置,
f.样本进样位置。
其中,溶血和细胞分类反应池可设一个或多个,并带有温度控制;使用一种或多种试剂与待测样本进行反应,完全裂解红细胞,并对待测目标物进行一定的处理,然后可应用流式分析技术进行分类和计数。标记反应池可设一个或多个,并带有温度控制,供不同的样本与标记物分别在不同的标记反应池中进行反应。
本发明的装置采用标准的微量离心管或定制的其他容器,以下称容器,来贮存标记物。
标记物贮存池可设一个或多个,并带有温度控制;多个标准的微量离心管或定制的其他容器分别放置于标记物贮存池中。在一个容器中可贮存大量的某种标记物,供多次吸取,加入标记反应池中,分别与样本进行标记反应;也可在一个容器中只贮存一次标记反应用的标记物,则标记反应可在此容器中直接进行,而不用吸取再加入标记反应池中与样本进行标记反应。
样本吸取针装置可带动样本吸取针,沿横向和竖向的导轨或转动机构等移动,精确地到达某个指定的空间位置,实现对样本的精确吸取和加入各个反应池中参与反应。样本吸取针装置也可精确吸取标记物等试剂并加入各个反应池中参与反应。
标记物吸取针装置可带动标记物吸取针,沿横向和竖向的导轨或转动机构等移动,精确地到达某个指定的空间位置,实现对标记物等试剂的精确吸取和加入各个反应池中参与反应。标记物吸取针装置也可精确吸取样本并加入各个反应池中参与反应。
样本通常盛放于试管等容器中,由人工或自动化的机构送入样本进样位置。样本吸取针可到达这个位置,吸取样本用于后续的反应。
3.根据权利要求1所述的一种用于样品处理和微粒分析的自动化装置,其特征在于:
所述装置进一步包括流式细胞分析系统,实现针对目标物的分类和计数;其中采用精密注射器等手段对每次流式分析的量进行精确计量。由于参与反应的样本和试剂的用量,以及每次分析的量都是精确计量的,因此所述装置除了可以获得各种待测目标物的比例和计数的信息,还可根据参与反应的样本和试剂的用量以及每次分析的量,计算出某类待测目标物的绝对浓度(个数/升)。
4.一种采用权利要求1~3中任意一项所述的装置,用于样品处理和微粒分析的方法,其特征在于:
操作者可根据需要,调节标记反应和溶血反应等过程的反应时间,由调节反应参数的输入装置送入反应控制装置;反应控制装置根据参数设置,精确地控制样本标记反应、全血样本的溶血反应、或样本与试剂的其它反应的整个过程。其中,标记反应和溶血反应等过程的反应时间可以变化,但要在系统设定的允许限度内,且系统有适当的混匀方式来保证。
5.一种采用权利要求1~3中任意一项所述的装置,用于样品处理和微粒分析的方法,其特征在于:
操作者可根据需要,调节参与反应的样本、标记物和溶血剂等试剂的吸取用量和加注步骤,由调节反应参数的输入装置送入反应控制装置;反应控制装置根据参数设置,精确吸取定量的样本、标记物和溶血剂等试剂,并在设定的时刻,按设定的步骤,分别加入各反应池或容器中进行反应,从而精确地控制样本标记反应、全血样本的溶血反应、或样本与试剂的其它反应的整个过程。其中,参与反应的样本、标记物和溶血剂等试剂的吸取用量可以变化,但要在系统设定的允许限度内,且系统有适当的混匀方式来保证。
6.一种采用权利要求1~5中任意一项所述的装置和方法,用于样品处理和微粒分析的方法,其特征在于:标记物贮存池中的容器中可分别贮存大量的某种标记物,供多次吸取,则可由本装置自动地完成大量样本的标记反应。在样本的标记反应中,样本吸取针装置带动样本吸取针到达样本进样位置,精确吸取定量的待测样本,然后移动并加入标记反应池中。标记物吸取针装置带动标记物吸取针,从标记物贮存池的容器中精确吸取定量的某种标记物,然后移动并加入标记反应池中。不同的待测样本与标记物分别在不同的标记反应池中混合,并由适当的方式进行混匀,进行标记反应。当设定的标记反应的反应时间到达时,被标记的待测样本由样本吸取针装置加入溶血和细胞分类反应池与试剂进行反应。
7.一种采用权利要求1~5中任意一项所述的装置和方法,用于样品处理和微粒分析的方法,其特征在于:标记物贮存池中的一个容器中可只贮存一次标记反应用的标记物,由操作者根据需要自行加入,则标记反应可在此容器中直接进行,而不用吸取再加入标记反应池中与样本进行标记反应。在样本的标记反应中,样本吸取针装置带动样本吸取针到达样本进样位置,精确吸取定量的待测样本,然后移动并加入标记物贮存池中的已贮存一次标记反应用的标记物的一个容器中。待测样本与标记物分别在不同的上述容器中混合,并由适当的方式进行混匀,进行标记反应。当设定的标记反应的反应时间到达时,被标记的待测样本由样本吸取针装置加入溶血和细胞分类反应池与试剂进行反应。
8.一种采用权利要求1~5中任意一项所述的装置和方法,用于样品处理和微粒分析的方法,其特征在于:在溶血和细胞分类反应中,样本吸取针装置带动样本吸取针精确吸取定量的在本装置中已被标记的待测样本;或者样本吸取针装置带动样本吸取针到达样本进样位置,精确吸取定量的已标记的或未标记的待测样本;然后移动并加入溶血和细胞分类反应池中与试剂进行混合,并由适当的方式进行混匀,进行溶血和细胞分类反应。当设定的溶血和细胞分类反应的反应时间到达时,反应后的待测样本被送入流式细胞分析系统进行检测,获得各种待测目标物的比例和计数的信息。由于参与反应的样本和试剂的量,以及每次分析的量都是精确计量的,因此所述的装置和方法能进而求出待测目标物的绝对浓度。
9.根据权利要求1~8中任意一项所述的用于样品处理和微粒分析的自动化装置及方法,其特征在于:待测样本可以是全血、血清或体液。
10.根据权利要求1~8中任意一项所述的用于样品处理和微粒分析的自动化装置及方法,其特征在于:标记物可以是特异性的抗体或染料等;也可以是携带或包被特异性的抗体或染料等的各种人造微球,如有机材料或无机材料制成的微球,这些微球携带标记物,用于特异性地识别和结合溶于全血、血清或体液中的各种生物分子或细胞,如蛋白质、抗原、核酸等。因此,所述的装置和方法不仅可以分析人或其他动物、植物的各种细胞,还可以分析各种可溶性分子。
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