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一种全自动化小鼠骨髓冲洗装置及其骨髓细胞提取方法

摘要

本发明公开了一种全自动化小鼠骨髓冲洗装置及其骨髓细胞提取方法,该装置包括PCL控制器、电源管理模块、微型泵、电磁阀组、清洗液储箱、电动剪组件、第一电动丝杆组件和第二电动丝杆组件,通过PCL控制器编程控制电动剪组件自动剪切骨骺操作、第一电动丝杆组件和第二电动丝杆组件相互配合运行来完成骨骺的剪切、股骨和/或胫骨的移动、收集腔及收集槽的进行自主化冲洗,为降低污染几率、简化实验步骤提供便捷性操作。本发明利用球形过滤罩将骨骺裁剪和液体过滤,有利于后续的骨髓细胞的培养。本发明方法操作简便、高效,不易污染细胞,不易损伤细胞,能获得大量活性较佳的小鼠骨髓细胞,具有良好的应用前景。

著录项

  • 公开/公告号CN114921403A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2022-08-19

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 山西医科大学;

    申请/专利号CN202210616205.7

  • 申请日2022-06-01

  • 分类号C12N5/077(2010.01);C12M1/36(2006.01);C12M1/12(2006.01);C12M1/38(2006.01);C12M1/00(2006.01);B08B3/02(2006.01);B08B13/00(2006.01);

  • 代理机构太原申立德知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 14115;

  • 代理人王芳

  • 地址 030001 山西省太原市新建南路56号

  • 入库时间 2023-06-19 16:26:56

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2023-07-07

    授权

    发明专利权授予

  • 2022-09-06

    实质审查的生效 IPC(主分类):C12N 5/077 专利申请号:2022106162057 申请日:20220601

    实质审查的生效

说明书

技术领域

本发明涉及生物学实验中骨髓提取设备的技术领域,具体涉及为一种全自动化小鼠骨髓冲洗装置及其骨髓细胞提取方法。

背景技术

游离小鼠骨髓细胞是细胞学研究中的必要操作步骤。骨髓细胞包括基质细胞和造血细胞,而造血干细胞是血液系统中具有长期自我更新能力和分化成各类成熟血细胞潜能的成体干细胞,故分离骨髓细胞是血液系统疾病、免疫系统疾病进行科学研究的基础。同时,骨髓间充干细胞具有多向分化的潜能,更是成为心血管、神经、内分泌、口腔等多学科的研究热点。如何高效分离骨髓细胞已成为困扰众多科研人员的重要问题。

现实由于正常人以及病人样本获得途径的局限,因此采用模式生物展开研究就显现的尤为必要。其中小鼠是使用最多遗传背景研究最为广泛的模式生物。无论是干细胞研究还是血液病领域的研究,从小鼠四肢骨中提取骨髓都是科研中经常要涉及到的实验环节。

目前,常规骨髓提取方法有两种:第一、注射器法,即将小鼠胫骨或股骨的两骺剪掉,暴露骨髓腔,然后用细胞培养基将骨髓冲出,但是使用该方法会导致大量骨髓丢失,提取时间较长,效率低下,细胞的活力下降,镊子剪刀等器械使用较多,细胞易污染,严重影响研究效率;第二、骨髓直接穿刺法,即用穿刺针穿刺下肢骨,抽吸骨髓,由于小鼠四肢短小且骨髓量少,很难进行穿刺操作,即便可以,仍需多次进行,且过程繁琐,穿刺出的骨髓细胞损伤严重,数量稀少。

现有公开的论文中,2011年4月2日,付必莽等在《中国组织工程研究与临床康复》中的第15卷第14期发表“逆向解剖法游离股骨/胫骨快捷制备小鼠骨髓细胞”,作者虽然采用逆肌肉走向以剪刀剪合力游离肌肉,适当用力即可使肌肉完整剥离,特别是膝关节处采取与关节运动反方向折转动作,使得股骨和胫骨干骺端游离后即很洁净,该逆向解剖法在一定程度上虽然可以解决肌肉去除不干净或折断骨骼、造成污染等问题,但也同样遇到常规骨髓提取方法存在诸多问题。

现有公开的专利文献中,2021年4月6日公开的一种血液内科用的骨髓提取装置(申请公布号:CN112603387A),该专利公开的技术方案虽然也是骨髓提取的装置,且在一定程度上可以简化工作人员操作步骤,但对于小鼠四肢骨中提取骨髓的适用性和借鉴性并没有任何参考价值。

2022年10月22日公开的一种小鼠骨髓细胞提取装置(授权公告号:CN214437150U),该专利公开的技术方案“其包括离心收集管、离心容器以及过滤机构,离心容器固定至离心收集管内,过滤机构固定至所述离心收集管内且围绕所述离心容器的外侧设置以收集过滤自所述离心容器离心后的骨髓细胞”旨在解决骨髓细胞提取方法对骨髓细胞提取难度较大、提取不纯的技术问题,只是解决上述常规骨髓提取方法中骨髓收集量少的问题,但是常规骨髓提取方法中其他问题并没记载相关的技术方案来解决,因此,该专利的技术方案远远不能满足小鼠股骨或胫骨的骨髓提取要求。

2021年12月14日公开的一种骨髓细胞制备装置(授权公告号:CN215162779U),该装置包括骨支架、骨髓细胞收集器皿、冲洗液器皿、蠕动泵、第一连接管、第二连接管以及超声波仪;骨支架用于将断骨以断面朝下的方式固定于骨髓细胞收集器皿的收集口上方,第一连接管的一端插入于冲洗液器皿的内部,其另一端连接于蠕动泵的进液口,第二连接管的一端连接于蠕动泵的出液口,其另一端连接有注射针头;超声波仪具有超声波探头,细胞制备工况下,冲洗液器皿的内部盛装有细胞冲洗液,注射针头插入固定于骨支架上的断骨内,超声波探头插入于断骨的断面内。从上述记载的技术方案,也只能代替部分的人工操作,且自动程度比较低,同时,该专利采用粒子震荡原理,即利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和物体直接、间接的作用,使细胞分散、乳化、剥离,进而达到制备骨髓细胞,这种提取方式只能适用于骨髓腔较大的断骨,因此,该专利并不能应用在小鼠骨髓提取分离的实验中。

发明内容

本发明针对背景技术中现有提取小鼠骨髓细胞的方法因操作时不易控制冲洗的力度,容易损伤细胞,批量实验用鼠骨髓细胞提取繁琐,耗时耗力,且实验新手难以操作,且常配合使用多种器械,易造成细胞污染,进而影响后续的细胞培养的问题,本发明借鉴传统使用1mL注射器冲洗小鼠骨髓,提取骨髓细胞的方法基础上提供了一种全自动化小鼠骨髓冲洗装置及其骨髓细胞提取方法。

为达到上述目的,本发明采用了以下技术方案:一种全自动化小鼠骨髓冲洗装置,包括有外壳体,在所述外壳体的相对两侧面上分别设置有提手,其背面上安装有盖板,在所述外壳体的顶面上分别安装有PCL控制器、电源按钮,在所述外壳体内分别安装有锂电池、电源管理模块、微型泵、电磁阀组、清洗液储箱,所述电源管理模块的输出端与锂电池电连接并为锂电池进行充电,其输出端与PCL控制器电连接并为PCL控制器供电,在所述PCL控制器与电源管理模块之间串联有电源按钮,所述电源按钮用于控制PCL控制器的电路通断,在所述电源管理模块上设置有充电接口,所述充电接口用于外连接电源适配器通过电源管理模块为锂电池进行充电,所述微型泵、电磁阀组分别与PCL控制器的输出端电连接,并通过PCL控制器的编程控制微型泵、电磁阀组的运行,所述清洗液储箱的出口通过管路与微型泵的进口相连通,所述微型泵的出口通过管路与电磁阀组的进口相连通,所述电磁阀组的多个出口分别通过管路连接有多个缓冲腔管,在每个所述缓冲腔管上均设置有冲洗针,在所述外壳体内还对应每个所述冲洗针设置有收集腔,每个所述收集腔的底部连通有流通管,所述流通管均通过固定板固定连接在收集槽上,所述收集槽活动设置在支撑架上,并由第一电动丝杆组件提供动力实现上、下移动,所述支撑架安装在底座支架上,所述底座支架安装在外壳体内,在所述收集槽底部通过伸缩软管与支撑架相连接,并在支撑架上对应所述伸缩软管的出口滑动设置有收集盒,在所述外壳体的正面上铰接有翻转面板,在所述翻转面板的内侧面上滑动设置有活动板,所述活动板由第二电动丝杆组件提供动力实现上、下移动,在所述活动板上对应每个所述冲洗针设置有成对的夹扣件和电动剪组件,每个所述夹扣件和电动剪组件均通过安装底板安装在活动板上,每对所述夹扣件共同用于夹持同一根小鼠的股骨或胫骨,并由对应的两个电动剪组件剪切股骨或胫骨两端的骨骺,所述第一电动丝杆组件、第二电动丝杆组件、电动剪组件均通过执行PCL控制器的编辑指令控制其分别运行配合完成骨骺的剪切、股骨和/或胫骨的移动、收集腔及收集槽的移动。

作为上述实施例的进一步,所述第一电动丝杆组件包括有安装在支撑架上的第一伺服电机,所述第一伺服电机的输出端上设置有第一丝杆,所述第一丝杆的另一端转动设置在支撑架上,在所述收集槽上对应所述第一丝杆安装有第一螺孔板,在支撑架上对应所述收集槽的四角分别设置有滑轨,所述第一伺服电机与PCL控制器的输出端电连接,并通过PCL控制器的编辑指令控制第一伺服电机的正向或反向运行。

作为上述实施例的进一步,所述第二电动丝杆组件包括安装在翻转面板上的两台第二伺服电机,每台所述第二伺服电机的输出端上均设置有第二丝杆,所述第二丝杆的另一端转动设置在翻转面板上,在所述活动板上对应每个所述第二丝杆安装有至少两个第二螺孔板,在所述翻转面板上设置有两个导轨槽,在所述活动板上对应两个所述导轨槽设置有导轨,所述第二伺服电机与PCL控制器的输出端电连接,并通过PCL控制器的编辑指令控制第二伺服电机的正向或反向运行。

作为上述实施例的进一步,每个所述电动剪组件均包括有铰接连接在安装底板上的弧形刀片、以及对应所述弧形刀片固定连接在安装底板上的刀刃槽,位于同一水平上的多个所述弧形刀片均通过铰接连接片共同铰接在传动杆上,在所述活动板上对应每个传动杆安装有至少两个限位滑套,在所述传动杆上固定连接有齿条,在所述活动板上转动设置有传动轴,所述传动轴的两端分别设置有与所述齿条相啮合的传动齿轮,在所述活动板上还安装有驱动电机,所述驱动电机的输出轴和传动轴上分别安装有相啮合的锥形齿轮,所述驱动电机与PCL控制器的输出端电连接,并通过PCL控制器的编辑指令控制驱动电机的正向或反向运行。

作为上述实施例的进一步,所述冲洗针的端部连通有空心球,且在空心球上开设有多个冲洗孔。

作为上述实施例的进一步,在每个所述收集腔内均设置有球形过滤罩,所述球形过滤罩为 目筛网,其用于收集剪切后骨骺,以此防止骨骺进入到流通管中发生堵塞或进入到收集槽内。

作为上述实施例的进一步,在所述外壳体的顶面上还设置有注液口,在所述注液口上安装有盖帽,在所述清洗液储箱上设置有与所述注液口相连通的注液接管。

作为上述实施例的进一步,在所述翻转面板的外侧面上设置有拉手和按压锁扣,所述按压锁扣用于将翻转面板临时锁合在外壳体上。

作为上述实施例的进一步,在外壳体的正面上还安装有支撑平台,所述支撑平台用于支撑翻转后的翻转面板。

一种采用上述技术方案中全自动化小鼠骨髓冲洗装置进行骨髓细胞提取的方法,其包括有以下步骤:

步骤1:打开翻转面板,使其翻转至支撑平台上,将剥离小鼠的股骨和/或胫骨使用镊子依次放置在每对夹扣件上,且使每根股骨或胫骨两端的骨骺处于弧形刀片与刀刃槽之间,并将翻转面板闭合在外壳体上;

步骤2:按压电源按钮启动该装置,并将该装置放置在超净工作台上;

步骤3:驱动电机根据PCL控制器的编辑指令启动并驱动弧形刀片转动剪切掉每根股骨或胫骨两端的骨骺,完成剪切操作指令;

步骤4:两台第二伺服电机根据PCL控制器的编辑指令启动共同驱动活动板向上移动,使得冲洗针插入到股骨或胫骨中,完成对位接入操作指令;

步骤5:首先电磁阀组根据PCL控制器的编辑指令打开设有股骨或胫骨的管路开关,然后微型泵根据PCL控制器的编辑指令启动,将清洗液储箱中Hanks缓冲液抽入到骨髓腔中,然后两台第二伺服电机根据PCL控制器的编辑指令启动共同驱动活动板上、下循环移动,与此同时,第一伺服电机根据PCL控制器的编辑指令启动使收集槽及收集腔配合活动板的上、下循环移动,小鼠骨髓悬液通过球形过滤罩依次进入到收集腔、收集盒中,在整个上、下循环移动过程中,伸缩软管的伸缩过程使得其内有部分空气进入收集槽,其进入的空气沿伸缩软管进入到收集盒中细胞冲洗液中起到滴管吹打的作用;

步骤6:完成步骤后,首先微型泵根据PCL控制器的编辑指令关闭,然后电磁阀组根据PCL控制器的编辑指令关闭所有冲洗通道开关,最后两台第二伺服电机根据PCL控制器的编辑指令启动共同驱动活动板向下移动使使得冲洗针全部脱离股骨或胫骨的骨髓腔,完成冲洗操作指令;

步骤7:打开超净工作台,将该装置取出,并拉出收集盒,使用滴管统一抽取细胞冲洗液到容器中以留备用。

与现有技术相比,本发明具有以下优点:本发明通过PCL控制器编程第二伺服电机、驱动电机、微型泵、电磁阀组、第一伺服电机的启动时间及顺序,以此来控制电动剪组件自动剪切骨骺操作、第一电动丝杆组件和第二电动丝杆组件相互配合运行来完成骨骺的剪切、股骨和/或胫骨的移动、收集腔及收集槽的进行自主化冲洗,为降低污染几率、简化实验步骤提供便捷性操作。本发明利用球形过滤罩将骨骺裁剪和液体过滤,有利于后续的骨髓细胞的培养。本发明为保证仪器安全洁净,引入紫外照射杀菌设备,为防止细胞受气体温湿度影响,提供恒温恒湿环境。本发明方法操作简便、高效,不易污染细胞,不易损伤细胞,能获得大量活性较佳的小鼠骨髓细胞,具有良好的应用前景。

本发明的装置及方法在保证细胞活性的前提下,简单、高效地提取小鼠骨髓细胞。本发明为造血细胞相关研究提供了一种新型、简单、高效、实用的装置,避免了传统冲洗法不易控制冲洗力度、易损伤骨髓细胞活性、易污染、批量实验用鼠骨髓细胞提取难度较大,繁琐等缺点。可以提高小鼠骨髓移植相关基础研究中造血干细胞的提取效率,节省实验时间,节约成本,推进实验进度,提高实验成功率。

附图说明

图1为本发明实施例的东南轴侧方向的立体图;

图2为本发明实施例的西北轴侧方向的立体图;

图3为本发明实施例中翻转面板打开状态的示意图;

图4为本发明实施例的东南轴侧方向的内部结构图;

图5为本发明实施例的东南轴侧方向的组装示意图;

图6为本发明实施例的东北轴侧方向的组装示意图;

图7为本发明实施例中电动剪组件的组装图;

图8为本发明实施例中翻转面板与活动板的滑动配合组装图;

图9为本发明实施例中电动剪组件的结构示意图;

图10为本发明实施例中冲洗针的剖切放大图;

图11为本发明实施例中球形过滤罩的立体示意图;

图12为本发明实施例的电路连接框图;

图13为本发明实施例中电源管理模块与STM32RCT6单片机的电路原理图;

图14为本发明实施例的使用参考示意图;

图15为小鼠股骨和胫骨的骨髓腔使用传统手工冲洗和本发明装置进行冲洗前后的效果对比图,其中图a为传统手工冲洗前后的效果图,图b为本发明装置冲洗前后的效果图;

图16为使用本发明装置及提取方法和传统手工提取方法获得骨髓造血干细胞数量的电子显微图,其中图c为本发明装置获取骨髓造血干细胞数量的电子显微图,图d为传统手工获取骨髓造血干细胞数量的电子显微图。

图中:壳体1,注液口101,盖板102,支撑平台103,提手2,盖帽3,翻转面板4,收集盒5,PCL控制器6,充电接口7,电源按钮8,按压锁扣9,拉手10,活动板11,第二伺服电机12,第二丝杆13,安装底板14,导轨槽15,电动剪组件16,刀刃槽1601,弧形刀片1602,传动杆1603,齿条1604,传动齿轮1605,传动轴1606,驱动电机1607,铰接连接片1608,底座支架17上,支撑架18上,锂电池19,电源管理模块20,微型泵21,电磁阀组22,清洗液储箱23,注液接管24,缓冲腔管25,冲洗针26,空心球2601,冲洗孔2602,收集腔27,球形过滤罩28,流通管29,固定板31,收集槽30,伸缩软管32,滑轨33,第一丝杆34,第一伺服电机35,夹扣件36,导轨37,限位滑套38,螺孔板39,第二螺孔板40。

具体实施方式

为了进一步阐述本发明的技术方案,下面通过实施例对本发明进行进一步说明。

如附图1至12所示,一种全自动化小鼠骨髓冲洗装置,包括有外壳体1,在所述外壳体1的相对两侧面上分别设置有提手2,其背面上安装有盖板102,在所述外壳体1的顶面上分别安装有PCL控制器6、电源按钮8,在所述外壳体1内分别安装有锂电池19、电源管理模块20、微型泵21、电磁阀组22、清洗液储箱23,所述电源管理模块20的输出端与锂电池19电连接并为锂电池19进行充电,其输出端与PCL控制器6电连接并为PCL控制器6供电,在所述PCL控制器6与电源管理模块20之间串联有电源按钮8,所述电源按钮8用于控制PCL控制器6的电路通断,在所述电源管理模块20上设置有充电接口7,所述充电接口7用于外连接电源适配器通过电源管理模块20为锂电池19进行充电,所述微型泵21、电磁阀组22分别与PCL控制器6的输出端电连接,并通过PCL控制器6的编程控制微型泵21、电磁阀组22的运行,所述清洗液储箱23的出口通过管路与微型泵21的进口相连通,所述微型泵21的出口通过管路与电磁阀组22的进口相连通,所述电磁阀组22的多个出口分别通过管路连接有多个缓冲腔管25,在每个所述缓冲腔管25上均设置有冲洗针26,所述冲洗针26的端部连通有空心球2601,且在空心球2601上开设有多个冲洗孔2602,在所述外壳体1内还对应每个所述冲洗针26设置有收集腔27,每个所述收集腔27的底部连通有流通管29,所述流通管29均通过固定板31固定连接在收集槽30上,所述收集槽30活动设置在支撑架18上,并由第一电动丝杆组件提供动力实现上、下移动,在每个所述收集腔27内均设置有球形过滤罩28,所述球形过滤罩28为300 目筛网,其用于收集剪切后骨骺,以此防止骨骺进入到流通管29中发生堵塞或进入到收集槽30内,所述支撑架18安装在底座支架17上,所述底座支架17安装在外壳体1内,在所述收集槽30底部通过伸缩软管32与支撑架18相连接,并在支撑架18上对应所述伸缩软管32的出口滑动设置有收集盒5,在所述外壳体1的正面上铰接有翻转面板4,在所述翻转面板4的外侧面上设置有拉手10和按压锁扣9,所述按压锁扣9用于将翻转面板4临时锁合在外壳体1上,在外壳体1的正面上还安装有支撑平台103,所述支撑平台103用于支撑翻转后的翻转面板4,在所述翻转面板4的内侧面上滑动设置有活动板11,所述活动板11由第二电动丝杆组件提供动力实现上、下移动,在所述活动板11上对应每个所述冲洗针26设置有成对的夹扣件36和电动剪组件16,每个所述夹扣件36和电动剪组件16均通过安装底板14安装在活动板11上,每对所述夹扣件36共同用于夹持同一根小鼠的股骨或胫骨,并由对应的两个电动剪组件16剪切股骨或胫骨两端的骨骺,所述第一电动丝杆组件、第二电动丝杆组件、电动剪组件16均通过执行PCL控制器6的编辑指令控制其分别运行配合完成骨骺的剪切、股骨和/或胫骨的移动、收集腔27及收集槽30的移动。在所述外壳体1的顶面上还设置有注液口101,在所述注液口101上安装有盖帽3,在所述清洗液储箱23上设置有与所述注液口101相连通的注液接管24。

作为上述技术方案进一步优选实施方式,所述第一电动丝杆组件包括有安装在支撑架18上的第一伺服电机35,所述第一伺服电机35的输出端上设置有第一丝杆34,所述第一丝杆34的另一端转动设置在支撑架18上,在所述收集槽30上对应所述第一丝杆34安装有第一螺孔板39,在支撑架18上对应所述收集槽30的四角分别设置有滑轨33,所述第一伺服电机35与PCL控制器6的输出端电连接,并通过PCL控制器6的编辑指令控制第一伺服电机35的正向或反向运行。

作为上述技术方案进一步优选实施方式,所述第二电动丝杆组件包括安装在翻转面板4上的两台第二伺服电机12,每台所述第二伺服电机12的输出端上均设置有第二丝杆13,所述第二丝杆13的另一端转动设置在翻转面板4上,在所述活动板11上对应每个所述第二丝杆13安装有至少两个第二螺孔板40,在所述翻转面板4上设置有两个导轨槽15,在所述活动板11上对应两个所述导轨槽15设置有导轨37,所述第二伺服电机12与PCL控制器6的输出端电连接,并通过PCL控制器6的编辑指令控制第二伺服电机12的正向或反向运行。

作为上述技术方案进一步优选实施方式,每个所述电动剪组件16均包括有铰接连接在安装底板14上的弧形刀片1602、以及对应所述弧形刀片1602固定连接在安装底板14上的刀刃槽1601,位于同一水平上的多个所述弧形刀片1602均通过铰接连接片1608共同铰接在传动杆1603上,在所述活动板11上对应每个传动杆1603安装有至少两个限位滑套38,在所述传动杆1603上固定连接有齿条1604,在所述活动板11上转动设置有传动轴1606,所述传动轴1606的两端分别设置有与所述齿条1604相啮合的传动齿轮1605,在所述活动板11上还安装有驱动电机1607,所述驱动电机1607的输出轴和传动轴1606上分别安装有相啮合的锥形齿轮,所述驱动电机1607与PCL控制器6的输出端电连接,并通过PCL控制器6的编辑指令控制驱动电机1607的正向或反向运行。

在上述技术方案中,为了能够实现本发明自动化控制以及技术方案电路工作原理,以下仅实施方式仅为本发明的优选实施方式,并不是唯一实施方式。

如附图13所示,上述技术方案中的PCL控制器内置有STM32RCT6单片机,所述STM32RCT6单片机分别电连接显示器模块(即图13中显示器电路)、按键输入模块(即图13中按键控制电路)、编程接口模块(即图13中编程接口电路)、存储模块(即图13中存储电路)以及外接为STM32RCT6单片机供电的电源管理模块20(即图13中电源管理电路)。其中STM32RCT6单片机与各电路之间的具体连接方式为:STM32RCT6单片机的PA8-10引脚分别与显示电路的1-3引脚相连接;STM32RCT6单片机的PA1、PA4-7引脚分别与按键控制电路的1-5引脚相连接;STM32RCT6单片机的NRST引脚与编程接口电路中两个U5的D+引脚相连接;STM32RCT6单片机的PB13-15引脚分别与存储电路中U2的SDA、SCL、WP引脚相连接;STM32RCT6单片机的PB13-15引脚;其中电源管理模块20我们选用IP5306-CK充电主板,IP5306-CK充电主板的VIN引脚和GND1引脚分别连接充电接口7的正、负极,IP5306-CK充电主板的BAT引脚和GND2引脚分别连接锂电池19的正负极,IP5306-CK充电主板的VOUT引脚和GND3引脚分别连接STM32RCT6单片机的VCC引脚、VSS引脚,且在KEY引脚与GND3引脚之间串联有电源按钮8(即S0),形成电源管理电路(参见图13)。而STM32RCT6单片机的PB3-7的五个接线引脚分别连接第二伺服电机12、驱动电机1607、微型泵21、电磁阀组22、第一伺服电机35。

上述显示器电路、按键控制电路、编程接口电路、存储电路的电路原理设计比较常见且能够从,因此本发明在此不再赘述。

一种采用上述技术方案中全自动化小鼠骨髓冲洗装置进行骨髓细胞提取的方法,其包括有以下步骤:

步骤1:打开翻转面板4,使其翻转至支撑平台103上,将剥离小鼠的股骨和/或胫骨使用镊子依次放置在每对夹扣件36上,且使每根股骨或胫骨两端的骨骺处于弧形刀片1602与刀刃槽1601之间,并将翻转面板4闭合在外壳体1上;

步骤2:按压电源按钮8启动该装置,并将该装置放置在超净工作台上;

步骤3:驱动电机1607根据PCL控制器6的编辑指令启动并驱动弧形刀片1602转动剪切掉每根股骨或胫骨两端的骨骺,完成剪切操作指令;

步骤4:两台第二伺服电机12根据PCL控制器6的编辑指令启动共同驱动活动板11向上移动,使得冲洗针26插入到股骨或胫骨中,完成对位接入操作指令;

步骤5:首先电磁阀组22根据PCL控制器6的编辑指令打开设有股骨或胫骨的管路开关,然后微型泵21根据PCL控制器6的编辑指令启动,将清洗液储箱23中Hanks缓冲液抽入到骨髓腔中,然后两台第二伺服电机12根据PCL控制器6的编辑指令启动共同驱动活动板11上、下循环移动,与此同时,第一伺服电机35根据PCL控制器6的编辑指令启动使收集槽30及收集腔27配合活动板11的上、下循环移动,小鼠骨髓悬液通过球形过滤罩28依次进入到收集腔27、收集盒5中,在整个上、下循环移动过程中,伸缩软管32的伸缩过程使得其内有部分空气进入收集槽30,其进入的空气沿伸缩软管32进入到收集盒5中细胞冲洗液中起到滴管吹打的作用;

步骤6:完成步骤5后,首先微型泵21根据PCL控制器6的编辑指令关闭,然后电磁阀组22根据PCL控制器6的编辑指令关闭所有冲洗通道开关,最后两台第二伺服电机12根据PCL控制器6的编辑指令启动共同驱动活动板11向下移动使使得冲洗针26全部脱离股骨或胫骨的骨髓腔,完成冲洗操作指令;

步骤7:打开超净工作台,将该装置取出,并拉出收集盒5,使用滴管统一抽取细胞冲洗液到容器中以留备用。

在使用该装置之前,我们先通过PCL控制器6的编程接口模块下载传输或按键输入模块手动编辑进行编程第二伺服电机、驱动电机、微型泵、电磁阀组、第一伺服电机的启动时间及先后顺序的参数,并由存储模块进行保存,与此同时,显示器模块显示相关执行命令参数。启动电源按钮60s后,设置驱动电机1607正转和反转各15s进行剪切股骨和胫骨两端的骨骺;驱动电机结束5s后,设置第二伺服电机正转10s使骨髓腔向上移动至冲洗针口,第二伺服电机结束5s后,设置电磁阀组打开对应的通道均为300s,与此同时,设置微型泵启动300s;电磁阀组和微型泵启动5s后,同步设置第二伺服电机和第一伺服电机正转和反转各150s使股骨和胫骨进行上下循环移动、收集腔及收集槽进行上下循环移动;微型泵、电磁阀组、第二伺服电机、第一伺服电机的运行全部结束5s后,设置第二伺服电机反转10s使骨髓腔向下移动远离至冲洗针口,编程参数设置操作完毕,即可使用。

为了实际使用的灵活性和便利性,我们可以通过按键输入模块手动编辑电磁阀组来控制不同管路的开关,有效节约冲洗液的使用。

当然上述编程参数设置并不是唯一的实现方式,可以根据实际使用,通过键输入模块临时手动编程相关运行参数。

在完成上述步骤7中制备的细胞冲洗液的基础上,我们使用10 ml无菌的离心管,加入动物专用的淋巴细胞分离液3ml,再将1ml混匀的骨髓悬液(细胞冲洗液)在离淋巴细胞分离液液面约1cm处缓慢滴加,使形成一明显分界面,上下液面勿混合;接着使用SC-3612低速离心机2000 rpm离心20分钟,小心吸取中间的白膜层,用7~10倍体积的0.01mol/LPBS液稀释,然后再使用SC-3612低速离心机1000 rpm 离心10分钟,洗涤2~3次;最后使用2ml含10%的胎牛血清、100U/ml青霉素+100ug/ml链霉素的IMDM培养基重悬骨髓细胞接种于六孔板中,于37°C、5%CO2培育箱培养。

参见附图15,我们通过采用传统手工冲洗方式(图a)和本发明装置冲洗方式(图b)冲洗前后的对照图片比较,我们不难看出使用本发明装置剪切骨骺的切口以及冲洗前后骨髓腔通透性明显比传统手工冲洗的效果要好,即股骨和胫骨的切口齐整度指标以及骨髓腔的通透性。

以下为2组不同提取方法获得的骨髓造血干细胞数量、状态、活性、用时比较表:

综合上述图表结合附图16,我们可以得出以下结论,本发明的新型装置及提取方法获得骨髓造血干细胞数量及状态、活性均优于传统手工获得骨髓造血干细胞;且在用时明显高于传统手工。

以上显示和描述了本发明的主要特征和优点,对于本领域技术人员而言,显然本发明的具体实施方式并不仅限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明的创造思想和设计思路,应当等同属于本发明技术方案中所公开的保护范围。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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