CN117229886A - 一种恒温组织消化装置及原代细胞分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种恒温组织消化装置及原代细胞分离方法，所述恒温组织消化装置包括用于提供恒温环境的恒温系统、用于样品与消化液充分接触的振荡机构、用于检测细胞团大小的检测装置；所述振动机构包括横向设置的转轴，所述转轴可旋转；所述转轴上径向设置有若干连杆；所述连接杆分为若干组，每组连接杆设置在转轴同一圆周上；所述连接杆端部设置有样品容器夹，所述样品容器夹与连接杆之间的角度可调节；还包括用于放置样品的样品容器，所述样品容器由样品容器夹夹持，样品容器与连接杆之间形成夹角；本发明摒弃现有的平面往复振动的摇床，将振动方式改为立体方位的振动，能够使得消化液与样品之间充分的接触，从而提高了消化的效率。

Description

一种恒温组织消化装置及原代细胞分离方法

技术领域

本发明属于原代细胞培养技术领域，尤其涉及一种恒温组织消化装置及原代细胞分离方法。

背景技术

原代细胞培养越来越多地用作细胞和分子生物学的主要工具，为研究细胞的正常生理学和生物化学(例如，代谢研究、衰老、信号研究)，药物和有毒化合物的作用提供了出色的模型系统。目前从组织上获取原代细胞的方式通常为各种消化酶的解离作用。常用的组织消化液中的消化酶有：胰蛋白酶、胶原酶、DNA酶等，应用酶的生化作用和非酶的化学作用进一步使细胞间的桥连结构松动，使团块膨松，由块状变成絮状，将细胞从组织中解离出来，转变为单细胞或细胞团状态，用于后续的体外培养。

传统酶消化方式主要依靠恒温组织消化装置来实现。而现有的恒温组织消化装置存在以下几点不足：1、对组织进行酶消化处理时，由于样品在离心管底尖部聚集，其与消化液的接触不充分，影响消化效率；2、酶解反应的最适温度为37℃，温度的高低对酶活性影响较大，从而影响消化效率，影响细胞活性；3、传统消化方式多采用37℃水浴的方式来控制温度，为保持消化效率，消化过程中需要多次取出混匀组织和消化液，水浴方式难以施加机械力维持组织与消化液长时间的充分接触，同时水浴用水易接触样品管口，增加微生物污染风险；4、单纯使用消化液消化组织，细胞解离效率较低，消化时间较长，先解离出的细胞长时间浸泡在消化液中，对细胞活性产生较大的影响，导致后续细胞培养的成功率降低；5、组织解离过程中，解离出的细胞团大小只能通过实验人员取出细胞悬液镜下观察，为把控消化时间，获得目标大小的细胞团，必须实验人员多次取液镜下观察，增加操作时间，增加微生物污染风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种恒温组织消化装置及原代细胞分离方法，能够提高消化液对样品的消化效率。

为了解决上述所提到的技术问题，本发明具体采用以下技术方案：一种恒温组织消化装置，其特征在于：包括用于提供恒温环境的恒温系统、用于样品与消化液充分接触的振荡机构、用于检测细胞团大小的检测装置；

所述恒温系统包括密闭的壳体，所述壳体内设置有温度传感器；还包括设置在壳体内的加热装置以及为壳体内空气降温的散热装置；

所述振动机构包括横向设置的转轴；所述转轴上沿轴向间隔设置有至少一组连接杆组件；每组连接杆组件包括若干沿所述转轴的圆周方向间隔设置的若干连接杆；所述连接杆端部设置有样品容器夹，所述样品容器夹与连接杆之间的角度可调节；还包括用于放置样品的样品容器，所述样品容器由样品容器夹夹持，使得所述样品容器的轴线在所述连杆轴线与所述转轴轴线所在平面上的投影与所述连接杆的轴线之间形成锐角α；

所述检测装置为超声波粒度检测装置，包括相对设置的超声波发生器和超声波接收器；所述超声波发生器与超声波接收器之间形成检测区域，所述样品容器由转轴带动旋转时，可经过检测区域。

作为一种改进，所述样品容器的轴线、所述连杆的轴线与所述转轴的轴线在同一平面。

作为另一种改进，所述样品容器的轴线与所述连接杆的轴线和所述转轴的轴线所在平面之间形成所述锐角。

作为一种改进，所述样品容器呈圆柱形的套筒，以及设置在所述套筒一端的锥形容置腔，并且样品容器内设置有筛网；所述筛网固定在套筒底部，所述套筒内设置有便于夹取的横梁。

作为一种改进，所述转轴上开有卡槽；还包括连接环，所述连接环利用卡槽固定在转轴上；所述连接杆固定在连接环上。

作为一种改进，同组连接杆设置在同一连接环上，并沿连接环圆周均匀布置。

作为一种改进，所述加热装置为电阻丝，所述散热装置为排风扇。

作为一种改进，所述壳体为透明材质制作，并且壳体上设置有门板。

作为一种改进，所述转轴由左右两个支架支撑，并由电机带动旋转。

作为一种改进，还包括初始化装置，所述初始化装置包括设置在转轴上与连接杆组件中任一个连接杆平行的凸起；还包括设置在支架上的伸缩杆，当伸缩杆伸出时可与凸起发生干涉。

作为另一种改进，所述初始化装置包括设置在所述转轴上沿径向延伸的凸起，且所述凸起在转轴的圆周平面上的投影位于相邻两个连接杆在所述圆周平面上的投影之间，还包括设置在所述支架上的伸缩杆，当伸缩杆伸出时可与凸起发生干涉，从而实现初始化定位。

作为一种改进，还包括档位调节装置，所述档位调节装置可控制电机转速。

本发明还提供一种原代细胞分离方法，应用于上述恒温组织消化装置，包括：

在带有编号的样品容器内放入样品以及消化液；

将样品容器顺序与连接杆连接，同一组中样品容器编号由小到大排列的方向与转轴旋转方向相反；

对样品容器位置进行初始化，使得同一组中编号为第一顺位的样品容器位于检测装置的检测区域内或靠近所述检测区域(也第一顺位的样品容器将作为进入检测区域的第一个样品容器)；且当转轴开始转动后，同组样品容器中从第一顺位至末位的样品容器依次经过所述检测区域；

利用恒温系统将环境温度控制在36～38℃，并驱动转轴旋转进行组织消化；

在样品容器内放置不同样品的时，利用检测装置对每个样品容器内样品的解离程度进行检测；当某个样品容器内的样品解离达到目标，停机取下相应编号的样品容器；

在样品容器内放置相同样品时，利用检测装置对每个样品容器内样品的解离程度进行检测；当解离出来的细胞占比达到第一预设目标至，降低转轴转速，直到解离出来的细胞占比达到第二预设目标值停机，其中，所述第一预设目标值小于所述第二预设目标值。

作为一种改进，利用公式t＝nπ/180ω计算各样品容器经过检测区域的时间间隔，其中t为时间间隔，n为当前检测到的样品容器所在连接杆与同组中第一顺位样品容器所在连接杆之间的夹角，ω为转轴的角速度。

本发明的有益之处在于：

首先，本发明摒弃现有通过摇床实现平面旋转，将平面往复振动方式改为立体方位的转动，能够使得消化液与样品之间充分的接触，从而提高了消化的效率。另外未消化的样品与细胞团利用筛网进行分离，便于通过检测装置监控消化的实施情况。本发明还采用环境空气加热和通风使得环境温度恒定在37℃左右，避免了现有的水浴恒温对样品容器口污染的可能性。

附图说明

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。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。显而易见地，下面描述中的附图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它的附图。

图1为本发明一示例性实施例的恒温消化组织装置的结构示意图；

图2为本发明一示例性实施例的恒温消化组织装置中转轴处的放大图；

图3a至图3d分别为本发明一示例性实施例的恒温消化组织装置中不同初始化结构中转轴处于初始化位置时的示意图；

图4为本发明一示例性实施例的恒温消化组织装置中样品容器的示意图；

图5为本发明一示例性实施例的恒温消化组织装置中样品容器的轴线O3、连接杆的轴线O2和转轴轴线O1之间角度关系的示意图；

图6a和图6b分别为采用同一批相同松软糜烂型组织经过传统组织消化装置和本发明的组织消化装置消化相同时间过程中得到的细胞团示意图；

图6c和图6d分别为采用另一批相同松软糜烂型组织经过传统组织消化装置和本发明的组织消化装置消化相同时间过程中得到的细胞团示意图；

图7a和图7b分别为采用同一批相同韧性较强的组织经过传统组织消化装置和本发明的组织消化装置消化相同时间过程中的细胞团示意图；

图7c和图7d分别为采用另一批相同韧性较强的组织经过传统组织消化装置和本发明的组织消化装置消化相同时间过程中的细胞团示意图；

图8a和图8b分别为采用同一批相同坚硬组织经过传统组织消化装置和本发明的组织消化装置消化相同时间过程中的细胞团示意图；

图8c和图8d分别为采用另一批相同坚硬组织经过传统组织消化装置和本发明的组织消化装置消化相同时间过程中的细胞团示意图；

图9为统计得到的松软糜烂组织、韧性较强组织和坚硬组织分别采用传统消化方式和本发明消化装置达到相同解离程度所需时间对比表。

附图标记：1壳体、2样品容器夹、3门把手、4支架、5超声波接收器、6超声波发生器、7电源开关、8档位调节装置、9检测装置开关、10温度显示屏、11屏幕、12温度调节按钮、13活页、14转轴、15连接杆、16盖体、17消化液、18样品、19筛网、20细胞团、21样品容器、22套筒、23横梁、24连接环、25检测区域、26凸起、27伸缩杆。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

本文中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

本文中，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前”、“后”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文中“和/或”包括任何和所有一个或多个列出的相关项的组合。本文中“多个”意指两个或两个以上，即其包含两个、三个、四个、五个等。

中国专利CN201811323391.5公开了一种组织样品恒温消化过程的可控制装置，包括有：外壳，其上设置有显示屏；温控装置，设置在所述外壳内，用于控制所述外壳内的温度，且所述温控装置将温度数值实时在所述显示屏上显示；万向摇床装置，设置在所述外壳内，所述万向摇床装置上设置有一样品容器，组织样品置于所述样品容器内，所述万向摇床装置带动所述样品容器晃动；样品检测装置，包括设置在所述样品容器两侧的红外发射装置和红外接收装置，所述红外发射装置发射的红外光经过所述样品容器内的组织样品后被所述红外接收装置，所述红外接收装置将接收到的光学信号转换成电信号，并在所述显示屏上实时显示。

上述现有技术中，用于将样品与消化液混匀的万象摇床装置中的托盘可在水平面进行360°旋转。然而在实际使用过程中发现，因为向心力的作用，样品仍会在样品容器内发生聚集，然后跟随消化液进行平面旋转，也即实际上仅仅是样品和消化液作为一个整个在旋转，形成一个单向流(或涡流)，并且由于存在聚集现象，因此，大大降低了样品与消化液的接触面积，也即不足以让样品和消化液充分混匀的，从而影响了整个装置的消化效果。

另外，中国专利CN202222869693.0公开了一种用于细胞治疗的恒温样品培养箱，包括培养箱，所述培养箱内设置有加热丝，所述加热丝设置在所述培养箱的一侧侧壁，所述培养箱内设置有震荡模块，所述培养箱的另一侧设置有观察窗口。

上述现有技术中的振荡模块是用于细胞培养过程中，其主要作用在于避免供氧能力差而导致难以诱导细胞增殖的问题，因此，通过振荡的方式来增加供氧以诱导细胞增殖。另一方面，该振荡模块带动存放筒振荡过程中，存放筒始终保持竖直方向(即存放筒的轴线在其运动路径所在平面内做圆周运动)，其实质上：存放筒内的培养液和细胞仍然是在竖直平面内进行上下振荡，从而增加溶氧的同时也避免振荡过程中细胞在培养面上转动，从而对细胞造成物理损害。另外，由于存放筒一般来说直径较小且轴向较长，竖直放置后液体在内部通过上下震荡形成旋流实现混匀的空间有限，仍无法达到充分混匀的效果。

为了解决该技术问题，如图1所示，本发明提供了恒温组织消化装置，包括用于提供恒温环境的恒温系统、用于样品与消化液充分接触的振荡机构、用于检测细胞团(或样品被消化后的样品组织颗粒)大小的检测装置。

本实施例中，恒温系统包括密闭的壳体1，壳体1内设置有温度传感器(图中未示出)；还包括设置在壳体1内的加热装置以及为壳体1内空气降温的散热装置。

本实施例中，壳体1采用透明的材质制作例如玻璃或者亚克力。为了达到保温的效果，可采用双层真空结构。为了方便安装或者拿取样品容器21，可以预见的是壳体1上设置有可开启关闭的门板，门板通过活页13与壳体1连接并安装有门把手3。1壳体由主机支撑，并且主机上安装有其他相关部件，后续会做相应的介绍。

本实施中的加热装置和散热装置分别选用的是电阻丝和排风扇。电阻丝为空气加热，使得整个壳体1内的环境温度保持在37℃左右。而当温度过高时，可启动排风扇对壳体内换气从而降低温度。

本实施例中，振动机构包括横向设置的转轴14(即整个装置水平放置时，转轴的轴线平行于水平面)，转轴14可旋转；并且，转轴14上径向设置有若干连杆15；若干连接杆15分为若干组，每组连接杆设置在转轴14同一圆周上(也即沿轴向间隔设置了若干组连接杆组件，且每组连接杆组件包括若干沿转轴径向延伸的连接杆，即同组中若干连接杆沿转轴的周向均匀间隔设置，当然也可根据实际需设置为1组或1组以上)；连接杆15端部设置有样品容器夹2，样品容器夹2与连接杆15之间的角度可调节；还包括用于放置样品的样品容器21，样品容器21由样品容器夹2夹持，且样品容器21的轴线与连接杆15的轴线之间形成锐角α(参见图5)。例如，样品容器夹可采用试管夹或O型夹，可通过调节其与连接杆之间的角度，来调节其中心线与连接杆轴线之间的角度，从而实现样品容器的轴线，如试管轴线，与连接杆轴线之间的夹角α。

本发明中所谓形成夹角是指样品容器21的轴线与连接杆15的轴线不在同一直线上也不平行。优选地，参见图5，该样品容器的轴线O3、连接杆的轴线O2和转轴的轴线O1位于同一竖直平面(当然，该样品容器的轴线也可与连接杆的轴线和转轴的轴线所在平面之间形成夹角)。进一步地，样品容器21的轴线O3与连接杆15的轴线O2在该竖直平面内投影之间的夹角α为45°-75°(优选地45°)，使得该样品容器整体呈倾斜设置。

倾斜设置的样品容器21在竖直平面内转动时，由于样品容器与转轴轴线O1之间并非平行设置，或者说，样品容器的轴线不在其运动路径所在平面内，而是与其呈夹角，从而使得在旋转过程中，在重力作用下，样品和消化液也不断翻滚(即使偶尔发生聚集也会因为翻滚而散开)，从而大大增大了消化液和组织的接触面积，也即相较于万向摇床方式增加了一定的重力作用，不仅仅于平面摇动，使样品与消化液接触混匀更彻底。而连接杆15和样品容器21之间的夹角为45°～75°时，混匀效果更加理想；同时也能够保证连接杆经过检测区域过程中，至少样品容器底部的容置腔能够完全置于检测区域内，从而检测出该容置腔内的细胞团，并且，由于样品容器的底部靠近转轴侧，从而使得即使可能存在两个样品容器同时存在于检测区域内(例如，一个样品容器刚刚进入检测区域，上一个样品容器刚刚开始离开检测区域)，也只有一个样品容器的底部位于检测区域内。

同时不选择水平放置样品容器21的另外一个原因为了避免液体直接接触到管口，降低微生物污染风险。

为了便于调节样品容器21和连接杆15之间的夹角，本发明中述样品容器夹2与连接杆15之间的角度可调节，可根据不同的样品容器21型号调节不同的夹角，力求提高混匀效率。

本实施例中，样品容器夹2为O型管夹组成，样品容器夹2内部覆盖橡胶垫，实现样品容器21的固定、抗震及减少磨损。

本实施例中，转轴14由左右两个支架4支撑，并由电机带动旋转。还包括档位调节装置8，档位调节装置8可控制电机转速。例如可以设置1～5档共5个档位，不同档位对应不同的电机转速，用以应对不同的使用场景(例如，不同类型的待消化组织)。本实施中1档～5档对应的转速分别为10rpm、20rpm、30rpm、40rpm、50rpm。

更为具体地，转轴14上开有卡槽；还包括连接环24，连接环24利用卡槽固定在转轴上；连接杆15固定在连接环24上；同组连接杆15设置在同一连接环24上，并沿连接环24圆周均匀布置。连接环24可从转轴14上取下，便于对转轴14上的样品容器21进行整体更换。本实施例中，连接环24为沿转轴14轴向排布的前后两个，因此连接杆15也有两组。当然，连接环24的数量可以根据需要进行设置。同理，连接杆15的数量也可以根据需求或者尺寸大小进行布置。本实施例中，一组连接杆15为6根，连接杆15之间的夹角为60°。

另外，本发明中样品容器21底部为锥形(即形成锥形容置腔，用于容纳过滤得到的细胞团)，并且样品容器21内设置有筛网19；具体地，该筛网19固定在套筒22底部，套筒22内设置有便于夹取的横梁23。筛网19的孔径为40um-150um并利用套筒22进行支撑。筛网19以及套筒22独立包装灭菌后供一次性使用。当然样品容器21还配备有盖体16，避免外洒。使用的时候将套筒22插入样品容器21后再放入待消化样品18和消化液17，通过旋转消化和酶消化作用解离出的细胞团20通过筛网19的筛选进入样品容器21的锥形容置腔内，底部的细胞团20受到检测装置的实时监控，当底部细胞团20占比达到预设值，即可终止消化，使用无菌镊子取出带有筛网19的套筒22，实现底部目标细胞团和上层非目标样品以及杂质的快速分离。

所述检测装置为超声波粒度检测装置，包括相对设置的超声波发生器6和超声波接收器5；所述超声波发生器6与超声波接收器5之间形成检测区域25，所述样品容器21由转轴14带动旋转时，可经过检测区域25。

本实施例中，由于设置了两组样品容器21，因此也需要配备两组超声波粒度检测装置。例如将超声波发生器6设置在壳体1顶部，将超声波接收器5设置在底座相应位置，那么二者之间就形成了一个检测区域25。当样品容器21旋转到检测区域25内时，通过不同大小颗粒对超声波吸收程度差异使超声波接收器5端得到声波衰减程度存在差异从而使得装置的主控模块可根据超声波接收器反馈的信号来判断细胞团(或容置腔内组织颗粒)大小，分析目标细胞团占比进而提示消化进行程度。

另外，由于本发明中样品容器21是旋转的，因此在检测中还需要解决的问题是如何判断当前被检测的样品容器到底是哪根。本发明中采用的方法通过获取各样品容器21经过超声装置的时间间隔来判断，即由于样品容器21之间的相对位置是固定的，并且转轴的转速已知，只要确定初始位置即开始工作时位于或靠近检测区域内的样品容器21是哪一根即可。

而为了解决初始化的问题，本发明中设置了初始化装置，参见图3a和图3b，所述初始化装置包括沿转轴径向延伸，并与连接杆15组中某一个连接杆15平行的凸起26；还包括设置在支架4上的伸缩杆27，当伸缩杆27伸出时可与凸起26发生干涉。这样，当伸缩杆27与凸起26发生干涉阻止转轴14转动时的位置设置为初始位置，此时，凸起的轴线平行于检测区域的中心线(即竖直方向)。

参见图3a，当转轴14顺时针转动时，靠近检测区域的两个样品容器中远离凸起对应连接杆的一个即为初始样品容器(即其编号为同组中的第一顺位，如1号或7号)；参见图3b，当转轴14逆时针转动时，靠近检测区域的两个样品容器中靠近该凸起对应的连接杆的一个即为初始样品容器(即其编号为同组中的第一顺位，如1号或7号)。

在另一些实施例中，参见图3c，所述初始化装置包括沿转轴14径向延伸，并位于相邻两个连接杆15之间的凸起26(位于两个连接杆之间是指凸起在转轴的圆周平面上的投影位于这两个连接杆在该圆周平面上的投影之间)，还包括设置在支架4上的伸缩杆27，当伸缩杆27伸出时可与凸起26发生干涉(当然，进一步地，为了使得装置的控制系统能够自动识别，还可在该凸起或伸缩杆上设置压力传感器，从而使得当两者发生干涉时，即可反馈相应的信号给控制系统，控制系统即可控制停止转动，并知晓初始化完成)。这样，当伸缩杆27与凸起26发生干涉阻止转轴14转动时的位置设置为初始位置，此时凸起的轴线平行于检测区域的中心线，并将此时位于检测区域25内的样品容器21作为起始样品容器21(例如，同组中第一顺位编号的样品容器)。这样通过推算即可知道每个时刻进入检测区域25的样品容器21是哪根样品容器21。

在另一些实施例中，参见图3d，所述初始化装置包括沿转轴14径向延伸，并平行于任一连接杆15的凸起26，还包括设置在支架4上的伸缩杆27，当伸缩杆27伸出时可与凸起26发生干涉。这样，当伸缩杆27与凸起26发生干涉阻止转轴14转动时的位置设置为初始位置，此时，凸起的轴线垂直于检测区域的中心线，并将此时位于检测区域25内的样品容器21作为起始样品容器21(例如，同组中第一顺位编号的样品容器)。这样通过推算即可知道相应时刻进入检测区域25的样品容器21是哪根样品容器21。

具体地，参见图3d，当初始状态下，可利用公式t＝nπ/180ω计算各样品容器经过检测区域的时间间隔，从而可推算出当前检测到的样品容器的编号(例如，从初始状态起，每隔t，从初始编号开始累加1，直至同组末位编号后重新开始计数)，其中t为时间间隔，n为当前检测到的样品容器所在连接杆与同组中第一顺位样品容器所在连接杆之间的夹角，ω为转轴的角速度。

另外，主机上设置有电源开关7用于控制整个装置的电源开闭。同时还设置有屏幕11用于实时展示被检测到的样品容器内的细胞占比。另外还设置有用于控制温度的温度调节按钮12以及显示当前温度的温度显示屏10。为了美观，用于驱动转轴14的电机也可以设置在主机内，通过齿轮或者链条等方式进行传动。

本发明还提供一种原代细胞分离方法，应用于上述恒温组织消化装置，其具体步骤包括：

S1在带有编号的样品容器内放入待消化样品以及消化液。先将套筒放入样品容器内，然后将配置好的样品和消化液的悬浊液注入样品容器中。每个样品容器有独立的编号，本实施例中2组共12根样品容器编号为1～12，其中1组为1～6号样品容器，2组为7～12号样品容器。

S2将样品容器顺序与连接杆连接，样品容器序号由小到大排列的方向与转轴旋转方向相反。

例如转轴为顺时针旋转，那么样品容器就按逆时针方向，编号从小到大的顺序排列，这样在检测的时候样品容器才会是顺序排列的，便于后期计算。当然，若转轴为逆时针旋转，相应地，样品容器安装顺时针方向，编号从小到大的顺序排列。

S3对样品容器位置进行初始化，使得同组第一顺位编号(即同组中最小编号)的一个样品容器位于检测装置的检测区域内或靠近该检测区域。

所谓初始化是指确定开始工作时位于检测区域内的样品容器是哪根。当然比较方便的方法是将第一组编号为1的样品容器以及第二组编号为7的样品容器先置于检测区域内，且当转轴开始转动后，同组样品容器中从第一顺位至末位的样品容器依次进入所述检测区域内。

当然，在另一些实施例中，参见图3a和图3b，对样品容器位置进行初始化时，也可使得同组第一顺位编号(即同组中最小编号)和末位的两个样品容器对应于或靠近检测装置的检测区域(即当前无任何样品容器位于检测区域内)，而当转轴开始转动时，从第一顺位至末位依次进入检测区域内(即检测区域边缘与转轴之间的距离L小于该连接杆的长度R)。

本发明提供两种初始化方法。

第一种是手动。可以在支架上做一条垂线为标记，这样当5号、11号样品容器所在的连接杆与垂线重合时，1号样品容器、7好样品容器正好位于检测区域内。

第二种是自动，利用上述的初始化装置进行初始化。同理，也是在转轴上设置与5号、11号样品容器所在的连接杆平行凸起用于进行干涉。当转轴停止转动时，1号样品容器、7好样品容器正好位于检测区域(参见图3c和图3b)，或者，靠近检测区域(参见图3a和图3b)，且当转轴开始转动后，同组样品容器中从第一顺位至末位的样品容器依次经过该检测区域。

在一些实施例中，当用户触动相应的初始化开关时，该恒温组织消化装置的主控模块触发驱动装置带动转轴转动；当凸起与伸缩杆发生干涉时，设置在伸缩杆上或凸起上的压力传感器反馈相应的压力信号给主控模块，然后由主控模块控制驱动装置停止转动，并提示初始化完成；当用户触动相应的启动组织消化的开关时，主控模块控制驱动装置再次带动转轴转动，同时控制检测装置开始检测(实时检测或周期性检测)各样品容器中待消化样品的解离程度(或消化程度)；且当同组内从第一顺位至末位的样品容器依次经过检测区域时，检测装置反馈相应的触发信号给主控模块，然后主控模块计算当前位于检测区域的样品容器的编号，并提示样品容器的编号及其内部待消化组织的解离程度。

例如，参见图3d，初始状态时，主控模块将标识当前位于检测区域的样品容器的编号赋予初始值，且每隔△T＝α/w将编号N加1，直至编号N的值等于同组中的末位编号；而当检测装置检测到下一个样品容器位于检测区域时，重新将编号N初始化。

又如，当主控模块首次接收到检测装置反馈的触发信号(该触发信号为检测装置首次检测到有样品容器进入检测区域时，生成的)时，将标识当前位于检测区域内的样品容器编号N赋予初始值，且每隔△T＝α/w将编号N加1，直至编号N的值等于同组中的末位编号；而当检测装置检测到下一个样品容器位于检测区域时，重新将编号N初始化；其中，编号N的初始值为同组样品容器中第一顺位的样品容器的编号；α为相邻两个连杆之间的夹角。

S4利用恒温系统将环境温度控制在36～38℃，并驱动转轴旋转进行组织消化。本发明至少可应用在以下两种工况。

其一是在所有样品容器内放置不同样品(不同样品对转速的要求相差不大)时，利用检测装置对每个样品容器内样品的解离程度进行检测；当检测到某个样品容器内的样品解离达到目标，停机取下相应编号的样品容器；然后继续进行消化直到取出所有样品容器。由于多种类样品同步消化时，各样品状态不同，因此，通过实时监测或周期性监测各个样品容器内的组织样品的解离程度。

其二是在所有样品容器内放置相同样品(即来源相同，且经过相同的处理方式得到的大量组织样品进行高通量解离)时，利用检测装置对每个样品容器内样品的解离程度进行检测(优选地，周期性地检测任一样品容器内样品的解离程度；由于组织样品相同，且其他条件也相同，因此，各离心管内的解离程度相差不大，可以忽略，故而可周期性监测，将监测到任一样品容器的解离监测结果作为该组的解离结果)；当解离出来的细胞占比达到第一预设目标值，例如45～55％，降低转轴转速，直到解离出来的细胞占比达到第二预设目标值，例如70～80％停机，由于第一预设目标值比较接近第二预设目标值，因此，为了保证目标细胞团不会被过度解离成单细胞，提高培养成功率，通过降低转速来降低机械力作用。

针对不同性质的样品其初始的档位可选择不同，例如松软糜烂型组织选择1～2档，多纤维结缔组织的韧性较强的组织选择3～4档，质地坚硬组织选择5档。

参见图9，经过大量试验数据统计，采用本发明提供的恒温组织消化装置进行原代细胞分离的效果与现有技术的对比：采用了本发明提供的恒温组织消化装置进行原代细胞分离后，消化所用时长降低了40％以上，大大提高了效率。

具体，试验过程中发现：

参见图6a和图6b，为相同的松软糜烂组织分别采用传统消化方式和本发明的消化装置消化相同时间后得到的细胞团示意图；参见图6c和图6d，为另一批相同的松软糜烂组织分别采用传统消化方式和本发明的消化装置消化相同时间后得到的细胞团示意图由图可知，经过相同时间的消化，采用本发明的消化装置得到的细胞总量更多。

参见图7a和图7b，为相同的韧性较强的组织分别采用传统消化方式和本发明的消化装置消化相同时间后得到的细胞示意图；参见图7c和图7d，为另一批韧性较强的组织分别采用传统消化方式(作为对照组)和本发明的消化装置(作为实验组)消化相同时间后得到的细胞团示意图。由图可知，经过相同时间的消化，采用本发明的消化装置得到的细胞总量更多。

参见图8a和图8b，为韧性较强的组织分别采用传统消化方式和本发明的消化装置消化相同时间后得到的细胞团示意图；参见图8c和图8d，为另一批相同韧性较强的组织分别采用传统消化方式和本发明的消化装置消化相同时间后得到的细胞团示意图。由图可知，经过相同时间的消化，采用本发明的消化装置得到的细胞总量更多。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种恒温组织消化装置，其特征在于：包括用于提供恒温环境的恒温系统、用于样品与消化液充分接触的振荡机构、用于检测细胞团大小的检测装置；

所述恒温系统包括密闭的壳体，所述壳体内设置有温度传感器；还包括设置在壳体内的加热装置以及为壳体内空气降温的散热装置；

所述振动机构包括横向设置的转轴；所述转轴上沿轴向间隔设置有至少一组连接杆组件；每组连接杆组件包括若干沿所述转轴的圆周方向间隔设置且沿所述转轴径向延伸的若干连接杆；所述连接杆端部设置有样品容器夹，所述样品容器夹与所述连接杆之间的角度可调节；还包括用于放置样品的样品容器，所述样品容器由所述样品容器夹夹持，使得所述样品容器的轴线在所述连杆轴线与所述转轴轴线所在平面上的投影与所述连接杆的轴线之间形成锐角α；

所述检测装置为超声波粒度检测装置，包括相对设置的超声波发生器和超声波接收器；所述超声波发生器与所述超声波接收器之间形成检测区域，所述样品容器由转轴带动旋转时，可经过所述检测区域。

2.根据权利要求1所述的一种恒温组织消化装置，其特征在于：所述样品容器的轴线与所述连接杆的轴线和所述转轴的轴线所在平面之间形成所述锐角。

3.根据权利要求1所述的一种恒温组织消化装置，其特征在于：所述样品容器包括呈圆柱形的套筒，以及设置在所述套筒一端的锥形容置腔，并且所述样品容器内设置有筛网；所述筛网固定在所述套筒底部，所述套筒内设置有便于夹取的横梁；和/或，

所述转轴上开有卡槽；还包括连接环，所述连接环利用所述卡槽固定在所述转轴上；所述连接杆固定在所述连接环上；同组连接杆组件设置在同一连接环上，并沿连接环圆周均匀布置。

4.根据权利要求1所述的一种恒温组织消化装置，其特征在于：所述加热装置为电阻丝，所述散热装置为排风扇。

5.根据权利要求1所述的一种恒温组织消化装置，其特征在于：所述壳体为透明材质制作，并且所述壳体上设置有门板。

6.根据权利要求1所述的一种恒温组织消化装置，其特征在于：所述转轴由左右两个支架支撑，并由电机带动旋转。

7.根据权利要求6所述的一种恒温组织消化装置，其特征在于：还包括档位调节装置，所述档位调节装置可控制所述电机的转速。

8.根据权利要求6所述的一种恒温组织消化装置，其特征在于：还包括初始化装置，所述初始化装置包括设置在所述转轴上，与连接杆组件中任一连接杆平行的凸起；还包括设置在所述支架上的伸缩杆，当所述伸缩杆伸出时可与所述凸起发生干涉，从而实现初始化定位；或者，所述初始化装置包括设置在所述转轴上沿径向延伸的凸起，且所述凸起在转轴的圆周平面上的投影位于相邻两个连接杆在所述圆周平面上的投影之间，还包括设置在所述支架上的伸缩杆，当伸缩杆伸出时可与凸起发生干涉，从而实现初始化定位。

9.一种原代细胞分离方法，应用于权利要求1～8中任意一项所述的恒温组织消化装置，其特征在于包括：

在带有编号的样品容器内放入待消化样品以及消化液；

将所述样品容器顺序与所述恒温组织消化装置中连接杆连接，样品容器编号由小到大排列的方向与所述恒温组织消化装置中转轴的旋转方向相反；

对样品容器位置进行初始化，使得同一组中编号为第一顺位的样品容器位于所述恒温组织消化装置中检测装置的检测区域内或靠近所述检测区域；且当转轴开始转动后，同组样品容器中编号从第一顺位至末位的样品容器依次经过所述检测区域；

利用恒温系统将环境温度控制在36～38℃，并驱动转轴旋转进行组织消化；

在所有样品容器内放置不同样品的时，利用检测装置对每个样品容器内样品的解离程度进行检测；当某个样品容器内的样品解离达到目标，停机取下相应编号的样品容器；

在所有样品容器内放置相同样品时，利用检测装置对每个样品容器内样品的解离程度进行检测；当解离出来的细胞占比达到第一预设目标值，降低转轴转速，直到解离出来的细胞占比达到第二预设目标值停机，其中，所述第一预设目标值小于所述第二预设目标值。

10.根据权利要求9所述的一种原代细胞分离方法，其特征在于：

利用公式t＝nπ/180ω计算各样品容器经过检测区域的时间间隔，其中t为时间间隔，n为当前检测到的样品容器所在连接杆与同组中第一顺位样品容器所在连接杆之间的夹角，ω为转轴的角速度。