一种外泌体提取装置及提取方法

1.本发明涉及混合设备领域，具体涉及一种外泌体提取装置及提取方法。


背景技术：

2.外泌体是指包含了复杂rna和蛋白质的小膜泡(30-150nm)，现今，其特指直径在40-100nm的盘状囊泡。多种细胞在正常及病理状态下均可分泌外泌体。其主要来源于细胞内溶酶体微粒内陷形成的多囊泡体，经多囊泡体外膜与细胞膜融合后释放到胞外基质中。所有培养的细胞类型均可分泌外泌体，且外泌体天然存在于体液中，包括血液、唾液、尿液、脑脊液和乳汁中。
3.提取外泌体的方法有很多种，通常包括差速离心、密度梯度离心、尺寸排阻色谱、过滤、基于聚合物的沉淀技术、免疫分离技术、筛分分离等。基于聚合物的沉淀技术通常包括将样本与含聚合物的沉淀溶液混合，在4℃温育并低速离心。目前大多数快速分离外泌体的商品化试剂盒都是基于此方法。在将样本与含聚合物的溶液混合时，通常会由于混合不均匀导致混合效果不好，混合效率低等问题。


技术实现要素：

4.本发明提供一种外泌体提取装置，以解决现有的装置在对样本和聚合物溶液混合不均匀的问题。
5.本发明的一种外泌体提取装置采用如下技术方案：
6.一种外泌体提取装置，包括离心机构和搅拌机构；搅拌机构包括搅拌桶、搅拌架、多个搅拌叶片和多个转向机构；搅拌桶竖直设置，上端设有进料口；搅拌桶通过导管和离心机构相连通，用于将搅拌桶内搅拌完成的物料输送至离心机构内；搅拌架设置在搅拌桶内，搅拌架包括转动轴和多个支撑框；转动轴竖直设置，可转动地安装在搅拌桶的轴心处；多个支撑框沿转动轴周向均布，且支撑框与转动轴固接；每个支撑框内设有多个支撑杆；支撑杆和转动轴径向方向重合，支撑杆的一端与转动轴固接，多个支撑杆沿转动轴轴向方向均布设置；每个搅拌叶片可滑动且可转动地地套装在一个支撑杆上；搅拌叶片上设有阻力板；阻力板用于在受到阻力变大时，带动搅拌叶片向远离转动轴的一侧滑动；每个转向机构配置成在一个支撑框内的搅拌叶片向远离转动轴的一侧移动预设距离时，使搅拌叶片沿支撑杆周向转动。
7.进一步地，转向机构包括多个转盘、多个转动杆和调节组件；每个转盘套设在一个支撑杆上，位于远离转动轴的一侧，且与搅拌叶片固接；转动杆与支撑杆相互平行设置，每个转动杆的一端与一个转盘偏心处固接；调节组件用于在搅拌叶片先远离转动轴的一侧移动预设距离时，带动其相邻的两个转盘上的转动杆绕支撑杆转动。
8.进一步地，调节组件包括多个推动块、多个调节杆、多个调节板和分离板；每个推动块可上下滑动又可沿转动轴径向方向滑动地设置在一个支撑杆上，每个推动块与一个转动杆相连接，推动块和转盘之间存在预设距离；调节杆一端固定于推动块；多个调节板可上
下滑动又可沿转动轴径向方向滑动地设置在支撑框上；调节杆的另一端与调节板相连接，使得调节板带动推动块上下滑动；分离板设置在支撑框远离转动轴的一侧，分离板靠近调节板的一侧面设有多个锥形块，每个锥形块与两个相邻的分离板的连接处相对应，以在锥形块和两个相邻分离板的连接处相接触时，锥形块将两个分离板分离。
9.进一步地，调节组件还包括多个调节弹簧和多个限位件；分离板可沿转动轴径向方向滑动地插装在多个支撑杆上；每个调节弹簧套设在一个支撑杆上；调节弹簧的一端与支撑杆远离转动轴的一端相连接，另一端与分离板相连接；每个限位件连接一个转盘和分离板，用于在转盘向远离转动轴方向移动预设距离后，对分离板进行限位。
10.进一步地，限位件包括推杆和限位杆；分离板和支撑杆的连接处设置有限位孔，限位孔沿竖直方向延伸；支撑杆上设有限位槽，限位槽与限位孔相连通；限位槽沿限位杆的轴向方向设置，限位槽的底部呈齿面状；限位杆可滑动地插装在限位孔内，限位杆的下端设有齿面，限位杆的底面可与限位槽的底面相互啮合；限位杆的沿其径向方向设有位移孔；推杆与限位槽相互平行，可滑动地插装在推动块上，一端与伸出推动块，另一端呈锥状，用于在完全插入限位孔内时，推动限位杆向下滑动，使限位杆和限位槽相啮合。
11.进一步地，支撑框上设置侧撑柱；侧撑柱竖直设置，多个调节板可滑动地插装在侧撑柱上，两个相邻调节板相接触；初始状态两个相邻调节板的连接处和一个锥形块相接触。
12.进一步地，每个支撑杆上套设有一个叶片弹簧；叶片弹簧的一端和转动轴连接，另一端与搅拌叶片连接。
13.进一步地，搅拌叶片包括上斜面、下斜面和套杆；套杆可转动地套设在支撑杆上；上斜面和下斜面固定在套杆上；阻力板固定在套杆上。
14.一种外泌体提取方法的方法，采用上述任意一种外泌体提取装置的具体实施例，其具体包括如下步骤：
15.1)、对需要提取的体液导入搅拌桶内，再向搅拌桶内导入含聚合物的沉淀溶液；
16.2)、使转动轴转动，带动搅拌叶片对搅拌桶内的混合物进行搅拌，使体液和含聚合物的沉淀溶液充分搅拌融合；
17.4)、将充分搅拌融合过和混合液体从搅拌桶内导入至差速离心装置内，进行离心处理；
18.5)、对进行差速离心后的混合溶液进行沉淀等到外泌体溶液。
19.本发明的有益效果是：本发明的一种外泌体提取装置，因为具有搅拌装置，且搅拌装置包括搅拌桶、搅拌架、多个搅拌叶片和多个转向机构。在转动轴转动时，带动支撑框转动，使得支撑框内的搅拌叶片对搅拌桶的物料进行搅拌。当搅拌桶内某个位置的溶液浓度较大时，相应部位的阻挡板受到的阻力变大，进而使阻挡板带动搅拌叶片向远离转动轴的一侧移动，当搅拌叶片触发转向机构时，转向机构带动改搅拌叶片相邻的两个搅拌叶片发生转动，使得搅拌叶片对物料的引导方向发生改变，进而使搅拌桶内物料的流动性增强，进而提高对物料的搅拌效率，使样本和聚合物溶液充分混合。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明的一种外泌体提取装置的实施例的搅拌机构的结构示意图；
22.图2为本发明的一种外泌体提取装置的实施例的搅拌机构内部的结构示意图；
23.图3为本发明的一种外泌体提取装置的实施例的搅拌机构的内部结构的正视图；
24.图4为图3中a处的局部放大图；
25.图5为本发明的一种外泌体提取装置的实施例的搅拌机构的转向机构的结构示意图；
26.图6为本发明的一种外泌体提取装置的实施例的搅拌机构的转向机构的爆炸图；
27.图7为本发明的一种外泌体提取装置的实施例的搅拌机构的转向机构的剖视图；
28.图8为图7中b处的局部放大图；
29.图9为图8中c处的局部放大图；
30.图10为本发明的一种外泌体提取装置的实施例的搅拌机构的限位件的结构示意图；
31.图11为本发明的一种外泌体提取装置的实施例的搅拌机构的推动块的结构示意图；
32.图12为本发明的一种外泌体提取装置的实施例的搅拌机构的调节板的结构示意图；
33.图中：100、搅拌机构；110、搅拌桶；120、进料口；130、出料口；200、转动轴；220、支撑杆；221、限位槽；230、支撑框；240、侧撑柱；300、搅拌架；310、搅拌叶片；311、叶片弹簧；312、阻力板；313、转盘；314、转动杆；320、推动块；323、夹杆；324、调节杆；330、调节板；331、侧柱弹簧；333、竖槽；340、分离板；341、调节弹簧；342、插接孔；343、锥形块；344、第一复位弹簧；345、限位孔；350、支撑环；360、限位杆；361、位移孔；370、推杆；371、第二复位弹簧。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.本发明的一种外泌体提取装置的实施例，如图1至图12所示，一种外泌体提取装置，包括离心机构和搅拌机构100，离心机构用于对搅拌装置搅拌后的溶液进行离心分离处理，并对外泌体进行提取。搅拌机构100包括搅拌桶110、搅拌架300、多个搅拌叶片310和多个转向机构；
36.搅拌桶110竖直设置，上端设有进料口120用于物料的导入，下端设有出料口130用于物料的排出。搅拌桶110通过导管和离心机构相连通，用于将搅拌桶110内搅拌完成的物料输送至离心机构内。搅拌桶110底部的出料口130通过导管和离心机构连通，以方便搅拌桶110内的物料通过导管导入离心机构。搅拌架300设置在搅拌桶110内，搅拌架300包括转动轴200和多个支撑框230，具体的支撑框230的数量为四个。转动轴200竖直设置，可转动地安装在搅拌桶110的轴心处，转动轴200下端伸出搅拌桶110的底部，且转动轴200下端连接
有电机，以在电机转动时带动转动轴200转动。多个支撑框230沿转动轴200周向均布，且支撑框230与转动轴200固接，支撑框230为长方形框体结构，支撑框230的上端和下端的横向边缘为伸缩杆，以使支撑框230可沿转动轴200的径向方向伸缩。每个支撑框230内设有多个支撑杆220，支撑杆220和转动轴200径向方向重合，支撑杆220的一端与转动轴200固接，多个支撑杆220沿转动轴200轴向方向均布设置；
37.每个搅拌叶片310可滑动地且可转动地套装在一个支撑杆220上。搅拌叶片310上设有阻力板312，阻力板312垂直于水平面，沿支撑杆220的轴线方向倾斜设置，配置成阻力板312绕转动轴200周向顺时针转动时，阻力板312受到的阻力对阻力板312向远离转动轴200的方向推出。阻力板312用于在受到阻力变大时，带动搅拌叶片310向远离转动轴200的一侧滑动，具体的，搅拌桶110内某处的混合液体浓度较大时，阻力板312受到的阻力变大，进而使阻力板312的位移量也相应的变大。搅拌叶片310包括上斜面、下斜面和套杆。套杆可转动地套设在支撑杆220上。上斜面和下斜面固定在套杆上，上斜面和下斜面沿顺时针方向前端的横向边缘线连接。阻力板312固定在套杆上。每个支撑杆220上套设有一个叶片弹簧311。叶片弹簧311的一端和转动轴200连接，另一端与搅拌叶片310连接。每个转向机构配置成在一个支撑框230内的搅拌叶片310向远离转动轴200的一侧移动预设距离时，使搅拌叶片310沿支撑杆220周向转动，当局部的物料浓度较大时，搅拌叶片310在阻力办的带动下发生位移，当位于距离为预设值时，触发转向机构，转向机构使搅拌叶片310转动，使得搅拌叶片310对物料的引导方向发生改变，进而使搅拌桶110内物料的流动性增强。
38.本实施例中，如图2至图6所示，转向机构包括多个转盘313、多个转动杆314和调节组件。每个转盘313套设在一个支撑杆220上，位于远离转动轴200的一侧，且与搅拌叶片310固接，具体的，且转盘313与套筒同轴设置且固接；转动杆314与支撑杆220相互平行设置，每个转动杆314的一端与一个转盘313偏心处固接，转动杆314位于转盘313远离转动轴200的一侧，以在转动杆314上下移动时，转动杆314绕支撑杆220周向方向转动，进而使转动杆314带动转盘313转动，从而带动搅拌叶片310转动。调节组件用于在搅拌叶片310先远离转动轴200的一侧移动预设距离时，带动其相邻的两个转盘313上的转动杆314绕支撑杆220转动。
39.调节组件包括多个推动块320、多个调节杆324、多个调节板330和分离板340。每个推动块320可上下滑动又可沿转动轴200径向方向滑动地设置在一个支撑杆220上，每个推动块320与一个转动杆314相连接，具体的，推动块320的一侧设有两个相互平行的夹杆323，转动杆314位于两个夹杆323之间，以在推动块320上下移动时，通过夹杆323带动转动杆314产生相应变化。推动块320和转盘313之间存在预设距离，以在阻挡板带动转盘313向远离转动轴200的一侧移动预设距离后，转盘313和推动块320相接触。调节杆324一端固定于推动块320，调节杆324和支撑杆220相互平行，特别的，每个推动块320上设有四个调节杆324，两个调节杆324位于其所在支撑杆220上端的推动块320上，两个调节杆324位于其所在的支撑杆220下方的拖动块上。
40.多个调节板330可上下滑动又可沿转动轴200径向方向滑动地设置在支撑框230上，具体的，调节板330的形状为h型结构，两个相邻的调节板330用于夹持一个支撑杆220，相邻的两个调节板330的两端相接触。调节板330靠近转盘313的一侧面上设有四个竖槽333，竖槽333分别位于调节板330h型结构的四条边上，调节杆324的另一端与调节板330相连接，使得调节板330带动推动块320上下滑动，具体的，每个调节杆324的另一端插入一个
调节板330的竖槽333内，每个推动块320上方的两个调节杆324插入该所在位置的支撑杆220上方的调节板330的下侧的两个竖槽333内，且与该竖槽333的上端相接处，每个推动块320下方的两个调节杆324插入该所在位置的支撑杆220下方的调节板330的上侧的两个竖槽333内，且与该竖槽333的下端相接触，以在两个相邻的调节板330分离时，带动分离处上下的两个推动块320上下滑动。进一步的，调节杆324和竖槽333的槽底部相接触，以在推动块320向远离转动轴200的方向移动时，带动推动调节板330同步移动。分离板340设置在支撑框230远离转动轴200的一侧，分离板340靠近调节板330的一侧面设有多个锥形块343，每个锥形块343与两个相邻的分离板340的连接处相对应，以在锥形块343和两个相邻分离板340的连接处相接触时，锥形块343将两个分离板340分离，锥形块343的两个斜面用于将相邻的两个调节板330分离。支撑框230上设置侧撑柱240。侧撑柱240竖直设置，具体的，支撑框230远离转动轴200的一个侧竖向边缘为侧撑柱240，多个调节板330可滑动地插装在侧撑柱240上。
41.初始状态两个相邻调节板330的连接处和一个锥形块343相接触。侧撑柱240的向下两端分别设有侧柱弹簧331，上端的侧柱弹簧331套设在侧撑柱240的上端，且上端与侧撑柱240固接，下端与最上端的调节板330固接。同理，下端的侧柱弹簧331的上端与最下端调节板330固接，下端与侧撑柱240固接，使得调节板330可在侧撑柱240上滑动。特别的，侧撑柱240的数量可为两个。
42.本实施例中，如图5至图12所示，调节组件还包括多个调节弹簧341和多个限位件。分离板340可沿转动轴200径向方向滑动地插装在多个支撑杆220上，分离板340上沿竖直方向均布有多个插接孔342，每个支撑杆220可滑动地插装在一个插接孔342内，分离板340在随着支撑框230绕转动轴200周向转动时，在物料阻力推动的推动向远离转动轴200的方向移动。每个调节弹簧341套设在一个支撑杆220上，调节弹簧341的一端与支撑杆220远离转动轴200的一端相连接，另一端与分离板340相连接，以在分离板340向远离转动轴200的一侧移动时调节弹簧341被压缩。每个限位件连接一个转盘313和分离板340，用于在转盘313向远离转动轴200方向移动预设距离后，对分离板340进行限位，分离板340可滑动地设置使在对浓度较大的物料进行搅拌时，分离板340同样会向远离转动轴200的一侧移动，使锥形块343和调节板330之间的距离变大啊，使转盘313对两个调节板330分离时的预设距离增加，以使搅拌叶片310在对浓度较大的物料进行搅拌时，搅拌叶片310沿支撑杆220移动的预设距离变大，以使搅拌叶片310适应不同的物料的浓度。
43.限位件包括推杆370和限位杆360。分离板340和支撑杆220的连接处设置有限位孔345，限位孔345沿竖直方向延伸，具体的，限位孔345位于卡接孔内壁的最上侧，且限位孔345的上端设有第一复位弹簧344。支撑杆220上设有限位槽221，限位槽221与限位孔345相连通。限位槽221沿限位杆360的轴向方向设置，限位槽221的底部呈齿面状。限位杆360上下可滑动地插装在限位孔345内，限位杆360的上端与第一复位弹簧344连接，限位杆360的下端设有齿面，限位杆360的底面可与限位槽221的底面相互啮合，使得限位杆360限制分离板340在支撑杆220上滑动。限位杆360的沿其径向方向设有位移孔361，初始状态位移孔361在第一复位弹簧344的作用下，在位移孔361内处于半掩状态。推杆370与限位槽221相互平行，可滑动地插装在推动块320上，推动块320上设有支撑环350，支撑环350可滑动地套装在支撑杆220上，推动块320可上下滑动的设置在支撑环350上，推杆370可滑动地插装在支撑环
350上，推杆370一端与伸出推动块320，且推杆370的一端套设有第二复位弹簧371，第二复位弹簧371一端与支撑环350连接，另一端与推杆370连接，以在推杆370向远离转动轴200的一侧移动时，第二复位弹簧371被压缩，另一端呈锥状，锥状的一端插入位移孔361半掩的位置插入，推杆370锥形斜面的推动下限位杆360向下移动第一复位弹簧344被拉伸，推杆370用于在完全插入限位孔345内时，推动限位杆360向下滑动，使限位杆360和限位槽221相啮合。特别的，支撑环350上延伸出支撑架，用于支撑推杆370的滑动。
44.本发明的一种外泌体提取方法，利用上述任意一种外泌体提取装置的具体实施例,包括以下步骤:
45.1)、对需要提取的体液导入搅拌桶110内，再向搅拌桶110内导入含聚合物的沉淀溶液；
46.2)、使转动轴200转动，带动搅拌叶片310对搅拌桶110内的混合物进行搅拌，使体液和含聚合物的沉淀溶液充分搅拌融合；
47.4)、将充分搅拌融合过和混合液体从搅拌桶110内导入至差速离心装置内，进行离心处理；
48.5)、对进行差速离心后的混合溶液进行沉淀等到外泌体溶液。
49.工作时，体液和含有聚合物的沉淀溶液，从搅拌桶110上端的进料口120导入搅拌桶110内进行待搅拌。打开电机，电机带动转动轴200转动，并对搅拌桶110内的物料进行搅拌，使的体液和聚合物沉淀液反应。
50.支撑框230随着转动轴200转动，使搅拌叶片310开始对搅拌桶110内的混合物料进行搅拌。随着转动轴200的的旋转，支撑框230上所有的搅拌叶片310会在阻力板312的作用下沿相应的支撑杆220向远离转动轴200的一侧移动，由于搅拌桶110内轴向上各个位置物料浓度存在弄不差，所以各个搅拌叶片310上的阻力板312上受到的物料向远离转动轴200一侧的推力不同，物料浓度越高的位置的阻力板312受到向远离转动轴200一侧的推力越大，相应的带动搅拌叶片310会被阻力板312带动至更远的位置。物料浓度较大位置的搅拌叶片310上的转盘313会先和推杆370接触，使第二弹簧被压缩。推杆370的锥形端插入半掩状态的位移孔361内，推杆370的锥形端的斜面将限位杆360向下挤压，当推杆370完全插入位移孔361内时，限位杆360的下端和限位槽221的底部相啮合。限位杆360锁止分离板340和支撑杆220的相对位置。随着转盘313带动推杆370向远离转动轴200的一侧位移至预设距离时，调节杆324推动调节板330同步移动，分离板340上的锥形块343插入相邻的两个调节板330的连接处，并将其分离，以此位置为界，其上方的推动块320被向上推动，其下方的推动块320会被向下推动。推动块320竖直方向的位移通过转动杆314带动转盘313转动，进而使搅拌叶片310绕支撑杆220转动。此时该位置上方的所有搅拌叶片310向上引导物料，该位置下方的搅拌叶片310向下引导，使搅拌桶110内的混合物料被充分搅拌处理，使装置内的溶液更加均布，最终使聚合物沉淀液能够成分的与体液融合，提高反应速率。
51.将充分搅拌融合过和混合液体从搅拌桶110内导入至差速离心装置内，进行离心处理，对进行差速离心后的混合溶液进行沉淀等到外泌体溶液。
52.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。