从生物样本中回收目标颗粒的装置及回收目标颗粒的方法与流程

本技术涉及生物样本纯化与滤液回收，尤其涉及从生物样本中回收目标颗粒的装置及回收目标颗粒的方法。

背景技术：

1、在生物医学研究、临床诊断及生物技术产业化等领域，从生物样本中精准回收目标颗粒（如细胞、核酸、外泌体等）是后续分析检测与应用的关键前提，相关分离纯化技术一直受到行业广泛关注。目前，负压驱动式分离装置因操作简便、对生物样本活性影响较小等优势，已在目标颗粒分离领域得到一定应用，但现有主流装置多针对单一目标颗粒的回收需求设计，难以适配需要分步或同时回收多种不同粒径目标颗粒的复杂样本处理场景。在实际应用中，若需对同一样本中的多种目标颗粒进行分级回收，往往需要使用多套独立的分离装置分别操作，或对同一装置进行多次拆卸清洗后重复使用，不仅导致单次样本处理的成本显著增加，还会因多次操作流程延长处理时间，降低整体分离效率；同时，多次拆卸清洗会增加样本污染的风险，影响分离结果的稳定性与可靠性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提出一种从生物样本中回收目标颗粒的装置，以解决现有技术中多目标颗粒分级回收成本高、效率低、可靠性差的技术问题。

2、另外，本技术还提出一种从生物样本中回收目标颗粒的方法。

3、第一方面，本技术提供一种从生物样本中回收目标颗粒的装置，包括纯化芯片，所述纯化芯片包括样本池和分别位于所述样本池相对两侧的第一腔室和第二腔室，所述样本池通过第一过滤膜与所述第一腔室连通，所述样本池还通过第二过滤膜与所述第二腔室连通，所述装置还包括：第一纯化回路，所述第一纯化回路用于从生物样本中分离第一目标颗粒；所述第一纯化回路包括第一阀门、第二阀门以及第一负压罐，所述第一阀门分别连接所述第一腔室和所述第一负压罐，所述第二阀门分别连接所述第二腔室和所述第一负压罐；所述第一阀门和所述第二阀门用于交替通电，使得所述样本池中的生物样本除所述第一目标颗粒之外的组分在所述第一负压罐所提供的负压作用下，经所述第一过滤膜、所述第一腔室和所述第一阀门进入所述第一负压罐，以及经所述第二过滤膜、所述第二腔室和所述第二阀门进入所述第一负压罐，从而纯化分离所述第一目标颗粒；第二纯化回路，所述第二纯化回路用于从生物样本中分离第二目标颗粒和第三目标颗粒，所述第三目标颗粒的粒径小于所述第二目标颗粒的粒径，所述第二纯化回路包括第三阀门、第四阀门、滤液回收件以及所述第一负压罐，所述第三阀门分别连接所述第一腔室和所述滤液回收件，所述第四阀门分别连接所述第二腔室和所述滤液回收件，所述滤液回收件还连接所述第一负压罐；所述第三阀门和所述第四阀门用于交替通电，使得所述样本池中的生物样本除所述第二目标颗粒之外的组分在所述第一负压罐所提供的负压作用下，经所述第一过滤膜、所述第一腔室和所述第三阀门进入所述滤液回收件，以及经所述第二过滤膜、所述第二腔室和所述第四阀门进入所述滤液回收件，从而纯化分离所述第二目标颗粒；所述滤液回收件收集的组分用于导入所述样本池，且所述第一过滤膜和所述第二过滤膜的孔径根据所述第三目标颗粒的粒径进行更换，使得所述第二纯化回路还用于纯化分离所述第三目标颗粒。

4、基于第一方面，在本技术一些实施例中，所述第三阀门和所述第四阀门均具有常开端和常闭端；所述装置还包括：清洗回路，所述清洗回路包括第二负压罐和第五阀门；所述第二负压罐连接所述第三阀门的常开端以及所述第四阀门的常开端；所述第五阀门设置于所述第一负压罐和所述第二负压罐之间，用于控制所述第一负压罐与所述第二负压罐的导通或断开；所述第五阀门导通时，所述第二负压罐通过所述第一负压罐获得负压；所述第三阀门用于在断电时连通所述第一腔室和所述第二负压罐，使得所述样本池中的缓冲液在所述第二负压罐所提供的负压作用下，经所述第一过滤膜、所述第一腔室和所述第三阀门进入所述第二负压罐，所述第四阀门用于在断电时连通所述第二腔室和所述第二负压罐，使得所述样本池中的缓冲液在所述第二负压罐所提供的负压作用下，经所述第二过滤膜、所述第二腔室和所述第四阀门进入所述第二负压罐。

5、基于第一方面，在本技术一些实施例中，所述装置还包括第六阀门；所述第六阀门与所述第二负压罐连接，用于在导通时为所述第二负压罐泄压。

6、基于第一方面，在本技术一些实施例中，所述第二纯化回路还包括第一插接头、第二插接头和第三插接头；其中，所述第一插接头的一端与所述第三阀门的常开端连接，所述第一插接头的另一端用于可拆卸地插接至所述第二负压罐；所述第二插接头的一端与所述第四阀门的常开端连接，所述第二插接头的另一端用于可拆卸地插接至所述第二负压罐；所述第三插接头的一端与所述滤液回收件连接，所述第三插接头的另一端用于可拆卸地插接至所述第一负压罐。

7、基于第一方面，在本技术一些实施例中，所述第一纯化回路还包括第一隔离室和第二隔离室；其中，所述第一隔离室分别连接所述第一腔室和所述第一阀门；所述第二隔离室分别连接所述第二腔室和所述第二阀门，所述第一隔离室和所述第二隔离室内均设有过滤件，所述过滤件用于过滤所述滤液中的杂质。

8、基于第一方面，在本技术一些实施例中，所述纯化回路所使用的管路为一次性耗材。

9、第二方面，本技术提供一种从生物样本中回收目标颗粒的方法，使用如前述所述的从生物样本中回收目标颗粒的装置，并包括以下步骤：将所述装置选择性地切换至所述第一纯化回路；在所述样本池中注入生物样本，所述生物样本包含第一目标颗粒；在所述第一负压罐内产生负压，并交替开启所述第一阀门和所述第二阀门，使所述样本池中的生物样本除所述第一目标颗粒之外的组分在所述第一负压罐提供的负压作用下，经所述第一过滤膜、所述第一腔室和所述第一阀门进入所述第一负压罐，以及经所述第二过滤膜、所述第二腔室和所述第二阀门进入所述第一负压罐；以及取出所述样本池中的所述第一目标颗粒，以实现所述第一目标颗粒的纯化分离；将所述装置选择性地切换至所述第二纯化回路；在所述样本池中注入生物样本，所述生物样本包含第二目标颗粒和第三目标颗粒，所述第三目标颗粒的粒径小于所述第二目标颗粒的粒径；在所述第一负压罐内产生负压，并交替开启所述第三阀门和所述第四阀门，使得所述样本池中的所述生物样本除所述第二目标颗粒之外的滤液在所述第一负压罐提供的负压作用下，经所述第一过滤膜、所述第一腔室和所述第三阀门进入所述滤液回收件，以及经所述第二过滤膜、所述第二腔室和所述第四阀门进入所述滤液回收件；取出所述样本池中的所述第二目标颗粒，以实现所述第二目标颗粒的纯化分离；将所述滤液回收件中收集的滤液导入所述样本池，并根据所述第三目标颗粒的粒径更换所述纯化芯片的所述第一过滤膜和所述第二过滤膜；在所述第一负压罐内产生负压，并交替开启所述第三阀门和所述第四阀门，从而通过所述第二纯化回路实现所述第三目标颗粒的纯化分离。

10、基于第二方面，在本技术一些实施例中，在切换至所述第二纯化回路前，所述方法还包括：将所述装置切换至清洗回路，其中，所述第三阀门和所述第四阀门均具有常开端和常闭端，所述清洗回路包括第二负压罐和第五阀门，所述第二负压罐连接所述第三阀门的常开端以及所述第四阀门的常开端，所述第五阀门设置于所述第一负压罐和所述第二负压罐之间；在所述样本池中注入缓冲液；开启所述第五阀门，使所述第二负压罐通过所述第一负压罐获得负压；关闭所述第三阀门以使所述第三阀门连通所述第一腔室和所述第二负压罐，关闭所述第四阀门以使所述第四阀门连通所述第二腔室和所述第二负压罐，使得所述样本池中的缓冲液在所述第二负压罐所提供的负压作用下，经所述第一过滤膜、所述第一腔室和所述第三阀门进入所述第二负压罐，以及使得所述样本池中的缓冲液在所述第二负压罐所提供的负压作用下，经所述第二过滤膜、所述第二腔室和所述第四阀门进入所述第二负压罐，从而对所述第一过滤膜和所述第二过滤膜进行清洗。

11、基于第二方面，在本技术一些实施例中，所述第二纯化回路模式还包括第一插接头、第二插接头和第三插接头；其中，所述第一插接头的一端与所述第三阀门的常开端连接，所述第二插接头的一端与所述第四阀门的常开端连接，所述第三插接头的一端与所述滤液回收件连接；在切换至所述第二纯化回路或所述清洗回路之前，所述方法还包括：将所述第一插接头的另一端可拆卸地插接至所述第二负压罐；将所述第二插接头的另一端可拆卸地插接至所述第二负压罐；将所述第三插接头的另一端可拆卸地插接至所述第一负压罐。

12、基于第二方面，在本技术一些实施例中，在切换至所述第二纯化回路时，所述方法还包括：封堵所述纯化芯片与所述第一阀门对应的接口，以及封堵所述纯化芯片与所述第二阀门对应的接口。

13、与相关技术相比，本技术提供的从生物样本中回收目标颗粒的装置针对性解决了现有技术中多目标颗粒分级回收成本高、效率低、可靠性差的技术问题，通过集成第一纯化回路与第二纯化回路并共享第一负压罐提供负压，本技术无需配置多套独立分离装置，仅通过同一装置内切换回路工作状态及封堵第一纯化回路对应接口即可灵活适配单目标颗粒回收与多目标颗粒分级回收需求，有利于降低设备购置及单次样本处理的耗材与维护成本；第二纯化回路借助滤液回收件的滤液重复导入功能，可完成不同粒径目标颗粒（第三目标颗粒粒径小于第二目标颗粒）的连续分级纯化，简化了操作流程，缩短了多目标回收处理周期，提升了分离效率；而单目标与多目标回收的灵活适配能力也拓宽了装置的应用场景，进一步提升了其实用性与通用性。