[发明专利]痰液样品中病原菌的快速提纯装置及快速提纯方法

说明书

本发明提出一种痰液样品中病原菌的快速提纯装置，包括病原菌收集通道和由串联的分离单元构成的主通道，多个串联的分离单元形成串状结构，所述串状结构与病原菌收集通道平行；每个分离单元包括至少有部分凸起朝向所述病原菌收集通道的弧形部分，弧形部分的凸起与所述病原菌收集通道通过栅栏连接。本发明还提出一种痰液样品中病原菌的快速提纯方法。本发明提出的痰液样品中病原菌的快速提纯装置操作方便，操作时只需要简单将样品推过芯片即可。稳定性高，对不同的流速大小，不同粘度的样品，不同细菌比率的样本，分离去除动物细胞的效率稳定在99％以上，收集病原菌能保持接近原样品一半的水平。

技术领域

本发明属于医疗诊断领域，具体涉及一种含有细胞的样品中细菌 的分离装置和分离方法。

背景技术

人的痰液样本主要由人体分泌物，人的免疫细胞，病原菌等微生 物组成，是潜在的一个重要无创医疗诊断的信息来源。在使用抗生素 前，往往需要对病原菌进行培养并作耐药性分析以避免抗生素的滥 用。在这个过程中，病原菌的培养难度比较大，同时需要在治疗前消 耗大量的时间。而目前在做痰液病原菌基因组分析，或者利用微液滴 技术做实时定量PCR检测的过程中，存在样本难以去除痰液中有的大 量的人的免疫细胞的问题，样品难以满足基因组分析或者微液滴定量 PCR的需求。

微流控技术是近几年飞速发展的前沿学科，凭借其用量少、高通 量和易于集成等优点，现已成为生物样品分析领域中一个强有力的手 段。近来，微流控装置(Morijiri,T.et al.,2011.Sedimentation pinched-flow fractionation for size-and density-based particle sorting in microchannels.Microfluidics and Nanofluidics,11(1),pp.105–110.)也 被广泛用来颗粒样品的分离和提纯。Huang LR等人制作的分离芯片 是基于确定性侧向位移法(deterministic lateral displacement，DLD)原 理设计的。芯片内有与流体流动方向呈一定角度的微柱阵列。不同尺 寸的颗粒在流动过程中与微柱碰撞后具有不同的运动轨迹，尺寸大的 颗粒会发生侧向位移向一侧汇聚，尺寸小的颗粒会按原轨迹运动，从 而达到分离不同尺寸的颗粒(Science.2004,304(5673):987-990)。总体 来说，这些芯片目前还存在需要多路流体控制，分离效率不高，无法 满足真实痰液样本病原菌的纯化等缺点。本发明相对的单位时间上样 量更大，能够手动上样，操作更为简便。

发明内容

为了解决本领域存在的问题，本发明在痰液样本中病原菌的快速 提纯上做了有益改进。本发明的第一个目的是提出一种痰液样品中病 原菌的快速提纯装置。

本发明的第二个目的是提出一种痰液样品中病原菌的快速提纯 方法。

实现本发明上述目的的技术方案为：

一种痰液样品中病原菌的快速提纯装置，包括病原菌收集通道和 由串联的分离单元构成的主通道，多个串联的分离单元形成串状结 构，所述串状结构与病原菌收集通道平行；每个分离单元包括至少有 部分凸起朝向所述病原菌收集通道的弧形部分，弧形部分的凸起与所 述病原菌收集通道通过栅栏连接。

其中，所述快速提纯装置包括上层芯片和下层芯片，所述主通道 和病原菌收集通道设置在中层芯片上，在上层芯片上一端设置有进液 孔，另一端设置有病原菌收集孔和废液收集孔，所述进液孔与所述分 离单元串状结构的一端连通，所述病原菌收集孔与所述病原菌收集通 道连通，所述废液收集孔与分离单元串状结构的另一端连通。

芯片的下层具有支撑作用，可采用玻片或其他材质的支撑基底。 上层芯片和中层芯片可采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)制成。

本发明优选技术方案之一为，在中层芯片上设置有1～100条串联 单元构成的串状结构和1～100条病原菌收集通道设置，串状结构和病 原菌收集通道相间设置。