[发明专利]一种细胞分选装置及免疫细胞分选方法

说明书

本发明涉及细胞分离技术领域，尤其涉及一种细胞分选装置及免疫细胞分选方法。包含衬底结构、细胞滤膜和上盖；衬底结构上设置有至少一个凹坑，凹坑的开口面积大于坑底的面积，且坑底的投影在开口的投影面积内；凹坑内设置有上盖，上盖将凹坑内的空间全部填充；细胞滤膜设置于衬底结构和上盖之间；凹坑的内壁上设置有第一凸起，上盖的外壁上设置有第二凸起。利用本发明实施例的装置和可实现易于重复的免疫细胞的单细胞样本的制备，具有高效、高通量、高去除率和低刺激性的实际应用能力。

技术领域

本发明涉及细胞分离技术领域，尤其涉及一种细胞分选装置及免疫细胞分选方法。

背景技术

免疫细胞在人体血液中的含量很低，却含有丰富的身体免疫和疾病诊断信息。免疫细胞的成功分离和富集是后续单细胞测序和疾病的筛查的首要步骤，高通量、高活性、高纯度以及尽可能低的细胞刺激是至关重要的。随着单细胞测序技术的推广，应用于免疫细胞的单细胞测序拓展了对传统免疫细胞分型的认识，快速推动了对疾病的病理过程的理解和治疗靶点的发现。然而，对于外周血细胞和骨髓来源的免疫细胞如中性粒细胞、单个核细胞的制备，为了去除红细胞和血小板，不可避免的要进行离心和裂解的步骤。由于疾病状态下的免疫细胞异常敏感，已有的研究显示离心或者化学方法可能会激活或者损伤免疫细胞，这可能会造成测序结果的偏差，从而影响对免疫细胞分型认识的准确性。除此之外，在分离免疫细胞时，血小板及其携带的RNA的污染，也会影响测序结果，然而血小板的去除，没有十分有效的方法。

目前的细胞分离方法普遍存在低通量、工艺复杂等问题，在对血小板去除和免疫细胞的低刺激性方面，与临床分析的期望仍然存在较大差距。

当前已经有一些方法用于临床检测，较为广泛的传统方法主要有裂解、密度梯度离心和流式荧光激活细胞分选(FACS)。虽然这些传统方法在通量和应用方面存在优势，但都存在其固有的缺点。流式荧光激活细胞分选具有复杂的系统，成本较高，而且在操作前需要对细胞进行染色，这会对细胞造成不可逆的损伤。离心和裂解的操作过程通常需要较长时间，需使用专业人士和设备操作。而且裂解液是利用渗透压原理使得红细胞破裂，已有研究表明裂解液会使得白细胞表面受损。此外，有报道称，多次高速离心产生的高加速度和冲击力会损害白细胞，活化中性粒细胞，甚至是诱导细胞死亡。这也限制了后续的医学检测和生物分析。

随着临床医疗的发展，一系列的微流控芯片被提出并应用于细胞分选。分选方法可以分为主动分选和被动分选。其中主动分选包括基于电、声、光、磁和机械力的分选方法，在富集和操作稀有细胞领域已取得极大的成果。被动分选主要是基于细胞形态尺寸相关的流体力差异进行细胞分选，包括利用惯性力、压缩流、确定侧向位移和微过滤等。但是微流控分选通常需要对靶细胞进行特殊标记，分选设备复杂且昂贵；需要设计集成复杂精细的结构，加工工艺复杂；此外，基于血细胞分选的微型芯片都会面临着细胞堵塞、样本低通量以及细胞活性受损的问题。因此，基于尺寸的二维筛分方法具有无标签、简单、快速等主要优点，更加适用与血细胞的分选和富集。

然而，对于微米孔径的筛孔膜，由于表面张力的存在，存在一个液体过孔的压强阈值，即需要在膜的一面施加一个较高的压强，才能使液体突破和穿过膜孔，实现过滤的效果。特别是对于低孔隙率(如25％及以下的孔隙率)小孔径的微米孔径滤膜(如适合于红细胞去除的3微米孔径)，这个阈值往往达到kPa量级，即数十厘米水柱等效水压。使得微孔膜的过滤必须依赖外部驱动(如压力源或者离心机等)才能完成过滤效果。而采用外部驱动施加压强，一方面增加了系统的复杂性和成本，另一方面高压和高流速容易导致细胞等损伤。迫切需要建立一种方法，能够简单方便的降低过滤过程中的过膜阈值，实现无需外部驱动，仅凭水压就实现过滤的效果。

因此，迫切需要建立新型的高通量的物理方法，以制备高纯度、高活性、低激活率的免疫细胞单细胞样本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种细胞分选装置及方法。