CN115404149A - 一种外泌体提取装置及外泌体的提取方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种外泌体提取装置及外泌体的提取方法，涉及外泌体提取领域。外泌体提取装置包括装载台、过滤组件、注液装置和振动装置。装载台上设置有放置槽，并设置有与放置槽连通的出液口，过滤组件可拆卸地安装于放置槽内，且过滤组件包括过滤膜以及位于过滤膜两相对侧的进液口和废液口，废液口与出液口连通。振动装置靠近过滤组件设置，用于对过滤组件内的颗粒产生振动。本申请提供的外泌体提取装置，通过振动装置对过滤组件内的液体、颗粒和过滤膜产生振动，避免颗粒停靠在过滤膜上，防止过滤膜堵塞，提高了液体中外泌体的提取效率。

Description

一种外泌体提取装置及外泌体的提取方法

技术领域

本申请涉及外泌体提取技术领域，尤其涉及一种外泌体提取装置及外泌体的提取方法。

背景技术

外泌体是细胞外囊泡的一种，大小在30-150nm，由细胞内的多泡小体与细胞膜融合后以外分泌的形式释放到细胞外，广泛存在于细胞培养上清以及各种体液中，包括血液、淋巴液、唾液、尿液、***、乳汁等。

对于外泌体的研究，第一步的分离纯化就是难点，由于缺乏技术上标准化的工具进行高通量和高纯度的分离，对下游生物标记物的发现构成了很大的障碍。现有的分离方法包括超高速离心、超滤法、沉淀法、免疫亲和法和微流控法。尽管超高速离心法仍是研究界最常用的“金标准”分离法，但是其对仪器设备、人力和操作时间的要求，因此，很难真正应用在临床上。利用聚乙二醇亲水性的沉淀法由于聚合物的污染，下游分析的纯度不高。基于免疫磁珠的捕获方法很昂贵，而且严重依赖特异性抗体，也因此收集到的产物并不能反应所有外泌体。

超滤法实则是很优的纯化方法，不需要高端设备且操作简单，不影响外泌体的生物活性，超滤法使用的设备需要有固定注液速度进行注液的注射器和一个带有超细过滤膜的装置。将装有样本的注射器与带有超细过滤膜的装置连接，启动固定速度注液，就可以将得到的外泌体富集在过滤膜上，多余的液体在注液过程中被排出，最后将过滤膜上的样本提取就可以进行下一步工作。

然而在注射器实际注射压力下，外泌体经常被截流在过滤膜上，由于颗粒在过滤膜的累积最终导致液体阻塞，因此，实验过程中需要人工不定时的旋转带有过滤膜的装置以减少堵塞的影响，同时，超滤法最后获得的产品通常纯度一般，而且由于过滤膜的堵塞造成过滤速度慢，内部产生较大压强，轻则注射器发生回弹，导致样本没有完全注入，这是影响过滤效率和纯度的一个因素，严重时会在工作过程中损坏带有过滤膜的装置或注射器以及其他注液管路。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是为了克服现有技术中的不足，本申请提供了一种外泌体提取装置，以至少解决现有技术中过滤膜堵塞的问题。

本申请提供了：

一种外泌体提取装置，包括：

底座；

装载台，所述装载台上设置有放置槽，并设置有与所述放置槽连通的出液口；

过滤组件，所述过滤组件可拆卸地安装于所述放置槽内，且所述过滤组件包括过滤膜以及位于所述过滤膜两相对侧的进液口和废液口，所述废液口与所述出液口连通；

注液装置，所述注液装置用于向所述过滤组件内输出液体或吸取液体；

振动装置，靠近所述过滤组件设置，用于对所述过滤组件内的液体、颗粒和所述过滤膜产生振动。

另外，根据本申请的外泌体提取装置，还可具有如下附加的技术特征：

在本申请的一些实施方式中，所述外泌体提取装置还包括转动件，所述转动件可转动地设置于所述底座上，所述振动装置设置于所述转动件上。

在本申请的一些实施方式中，所述装载台包括：

装载基座，所述装载基座的一端与所述转动件连接，另一端设置有安装孔；

装载转盘，所述装载转盘转动地穿设于所述安装孔处，所述放置槽开设于所述装载转盘上，且背离所述放置槽的一侧开设有与所述放置槽连通的容纳槽；

端盖，所述端盖连接于所述装载转盘设有所述容纳槽的一侧，并盖设于所述容纳槽，且所述端盖上设置有所述出液口。

在本申请的一些实施方式中，所述装载台还包括具有两端开口的第一管接头，所述第一管接头穿设于所述放置槽与所述容纳槽的连通处，并抵接于所述废液口的边沿处，以使所述第一管接头与所述废液口连通。

在本申请的一些实施方式中，所述安装孔为阶梯孔；

所述装载转盘上套设有第一轴承，所述第一轴承位于所述阶梯孔内远离所述端盖的一侧；和/或，所述装载转盘上还套设有第二轴承，所述第二轴承位于所述阶梯孔内靠近所述端盖的一侧。

在本申请的一些实施方式中，所述注液装置包括：

注液泵，具有输液端口，用于吸取液体或输出液体；

伸缩机构，包括驱动件和运动件，所述驱动件与所述注液泵固定连接，所述驱动件的输出端与所述运动件连接，用于驱动所述运动件相对所述装载台移动；

转盘组件，与所述运动件连接，并跟随所述运动件移动；

其中，转盘组件包括转动机构、转盘基座、注射转盘、安装座和第二管接头，所述安装座与所述运动件连接，所述转动机构和所述转盘基座分别设置于所述安装座上；所述注射转盘转动连接于所述转盘基座上，且与所述转动机构的转动端连接；所述第二管接头具有相对设置的第一端和第二端，所述第二管接头穿设于所述注射转盘，且所述第一端通过软管与所述输液端口连接，所述第二端能够抵接于所述进液口的边沿处，以使所述第二管接头与所述进液口连通。

在本申请的一些实施方式中，所述转动机构包括驱动电机和传动件，所述驱动电机驱动所述传动件转动，所述传动件与所述注射转盘传动连接；

所述驱动电机和所述转盘基座分别固定连接于所述安装座上。

在本申请的一些实施方式中，所述传动件为第一齿轮，所述第一齿轮与所述驱动电机的输出端连接，所述注射转盘上设置有与所述第一齿轮相啮合的第二齿轮；或

所述传动件包括第一皮带轮和皮带，所述第一皮带轮与所述驱动电机的输出端连接，所述注射转盘上设置有第二皮带轮，所述皮带传动连接于所述第一皮带轮和所述第二皮带轮。

在本申请的一些实施方式中，所述转盘基座开设有台阶孔，所述注射转盘上套设有第三轴承，所述第三轴承位于所述台阶孔内靠近所述运动件的一侧；和/或，所述注射转盘上还套设有第四轴承，所述第四轴承位于所述台阶孔内远离所述运动件的一侧。

在本申请的一些实施方式中，所述第二端的端面开设有环形卡槽，所述环形卡槽用于与探针枪头卡接。

在本申请的一些实施方式中，所述第二管接头上设置有与所述环形卡槽连通的通气孔。

在本申请的一些实施方式中，所述外泌体提取装置还包括横向移动机构，所述横向移动机构设置于所述转动件上，所述注液泵和所述驱动件通过滑块设置于所述横向移动机构上，所述横向移动机构用于驱动所述滑块沿所述底座的长度方向移动。

在本申请的一些实施方式中，所述横向移动机构包括支架、驱动部和传动部，所述支架安装于所述转动件上，所述驱动部和所述传动部分别安装于所述支架上，且所述驱动部用于驱动所述传动部转动，所述滑块设置于所述传动部上。

在本申请的一些实施方式中，所述过滤组件包括上盖、所述过滤膜、过滤纸和下盖，所述上盖开设有所述进液口，所述下盖开设有凹槽，所述过滤膜和所述过滤纸分别位于所述凹槽内，且所述过滤纸位于所述过滤膜和所述凹槽的底部之间，所述下盖上开设有所述废液口，所述废液口与所述凹槽连通，所述上盖与所述下盖连接。

在本申请的一些实施方式中，所述上盖与所述过滤膜之间形成有过滤容腔。

在本申请的一些实施方式中，所述上盖和所述下盖均呈圆形，所述进液口位于所述上盖非圆心位置，所述废液口位于所述下盖非圆心位置。

在本申请的一些实施方式中，所述外泌体提取装置还包括样本耗材架，所述样本耗材架上设置有至少一个第一安装位和至少一个第二安装位，所述第一安装位用于放置试管，所述第二安装位用于放置探针枪头。

在本申请的一些实施方式中，所述样本耗材架上还设置有具有开口的废物盒，所述废物盒的上方设置有枪头刮片，所述枪头刮片上开设有与所述探针枪头相匹配的豁口。

在本申请的一些实施例中，所述振动装置为超声仪、超声波换能器、涡旋振动仪、高频振动马达、气动振动器或激振器中的任意一种。

本申请的实施例还提供了一种外泌体的提取方法，应用上述实施例中所述的外泌体提取装置，包括以下步骤：

注液装置通过第二管接头提取样本耗材架上的一探针枪头，注液装置通过横向移动机构移动至湿润试剂管中取湿润剂并暂时储存在注液泵内，吸取完湿润剂之后移至枪头刮片处将探针枪头刮落；

将注射转盘通过伸缩机构移动至过滤组件上并压紧密封，将吸取的湿润剂注入过滤组件中并将过滤纸湿润；

注液装置通过第二管接头提取样本耗材架上的另一探针枪头，注液装置通过横向移动机构移动至血液样本试管中取血液样本并暂时储存在注液泵内，吸取完血液样本之后移至枪头刮片处将探针枪头刮落；

注射转盘通过伸缩机构移动至过滤组件上并压紧密封，注液装置和装载台通过转动件逆时针转动90°，使注射转盘上的第二管接头处于下位，装载台上的第一管接头处于上位，注液装置以恒定的速度将血液样本注入过滤组件中进行过滤，过滤的过程中振动装置开启工作；

注液装置通过第二管接头提取样本耗材架上的又一探针枪头，注液装置通过横向移动机构移动至清洗剂管中取清洗剂并暂时储存在注液泵内，吸取完清洗剂之后移至枪头刮片处将探针枪头刮落；

注射转盘通过伸缩机构移动至过滤组件上并压紧密封，注液装置和装载台通过转动件逆时针转动90°，同时注液装置的转动机构带动装载台上的过滤组件一同转动，使注射转盘上的第二管接头处于下位，装载台上的第一管接头处于上位，注液装置以恒定的速度将清洗剂注入过滤组件中进行过滤，过滤的过程中振动装置开启工作；

注液装置通过第二管接头提取样本耗材架上的再一探针枪头，将该探针枪头移动至过滤组件上的进液口处吸取已完成过滤的样本；

将获得的样本注入外泌体收集试剂管中，完成过滤实验。

在本申请的一些实施例中，所述外泌体的提取方法还包括以下步骤：

对待放置在样本耗材架上的血液样本试管中的血液样本进行预处理；

所述预处理包括：将所述血液样本进行离心、稀释和过滤。

进一步地，所述预处理还包括，对所述血液样本进行酶解。

进一步地，所述离心的离心力为9000g～12000g；所述离心的时间为15min～20min。

进一步地，过滤的过滤器的孔径为0.15μm～0.22μm。

更进一步地，所述酶解的温度为36℃～40℃；所述酶解的时间为10min～30min。

在本申请的一些实施例中，所述振动装置的振动频率为20Hz～100kHz。

相对于现有技术，本申请的有益效果是：本申请提出一种外泌体提取装置，通过装载台以及超声波换能器的设置，当对样本试剂进行过滤实验时，将过滤组件装配到放置槽内，通过注液装置将样本试剂注入至过滤组件中，从而进行过滤操作。在此过程中，开启振动装置，使其对过滤组件内的液体、颗粒和过滤膜产生振动，颗粒和过滤膜两者发生相对运动，即通过颗粒在过滤膜上不停的振动，避免颗粒停靠在过滤膜上，防止过滤膜堵塞，进而提高了液体中外泌体的提取效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请一些实施例中外泌体提取装置的立体示意图；

图2示出了本申请一些实施例中外泌体提取装置去掉注液装置的结构示意图；

图3示出了本申请一些实施例中注液装置的一视角结构示意图；

图4示出了图3中A-A向剖视结构示意图；

图5示出了本申请一些实施例中第二管接头的一视角结构示意图；

图6示出了图5中B-B向剖视结构示意图；

图7示出了本申请一些实施例中第二管接头的环形卡槽与探针枪头的卡接状态示意图；

图8示出了本申请一些实施例中装载台的立体结构示意图；

图9示出了本申请一些实施例中装载台的一视角结构示意图；

图10示出了图9中C-C向剖视结构示意图；

图11示出了本申请一个实施例中过滤组件的一视角结构示意图；

图12示出了图11中D-D向剖视结构示意图；

图13示出了本申请另一个实施例中过滤组件的一视角结构示意图；

图14示出了图13中E-E向剖视结构示意图；

图15示出了本申请一些实施例中样本耗材架的立体结构示意图；

图16示出了本申请一些实施例中振动装置的一种实施方式示意图；

图17示出了本申请一些实施例中外泌体提取装置的操作流程示意图一；

图18示出了本申请一些实施例中外泌体提取装置的操作流程示意图二；

图19示出了本申请一些实施例中外泌体提取装置的操作流程示意图三；

图20示出了本申请一些实施例中外泌体提取装置的操作流程示意图四；

图21示出了本申请一些实施例中外泌体提取装置的操作流程示意图五；

图22示出了本申请另一些实施例中外泌体的提取方法示意图。

主要元件符号说明：

100-外泌体提取装置；10-底座；20-转动件；30-装载台；31-装载基座；311-安装孔；32-装载转盘；321-放置槽；322-容纳槽；33-端盖；331-出液口；34-第一管接头；35-第一轴承；36-第二轴承；40-过滤组件；41-上盖；411-进液口；42-过滤膜；43-过滤纸；44-下盖；441-废液口；442-凹槽；45-过滤容腔；50-注液装置；51-注液泵；511-输液端口；52-伸缩机构；521-驱动件；522-运动件；53-转动机构；531-驱动电机；532-传动件；54-转盘组件；541-转盘基座；5411-台阶孔；542-注射转盘；5421-第二齿轮；543-第二管接头；5431-第一端；5432-第二端；5433-环形卡槽；5434-通气孔；544-安装座；55-第三轴承；56-第四轴承；57-L型支架；60-振动装置；70-横向移动机构；71-滑块；72-支架；73-驱动部；74-传动部；80-样本耗材架；801-第一安装位；802-第二安装位；81-废物盒；82-枪头刮片；821-豁口；200-探针枪头；300-试管。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1和图2所示，本申请的实施例提供了一种外泌体提取装置100，主要用于对外泌体的过滤实验提取。该外泌体提取装置100包括底座10、装载台30、过滤组件40、注液装置50和振动装置60。

所述转动件20可转动地设置于所述底座10上，可通过电机驱动转动件20在底座10上转动。所述装载台30上设置有放置槽321，并设置有与所述放置槽321连通的出液口331。

所述过滤组件40可拆卸地安装于所述放置槽321内，且所述过滤组件40包括过滤膜42以及位于所述过滤膜42两相对侧的进液口411和废液口441，所述废液口441与所述出液口331连通，使过滤后的废液经出液口331流至废液池或者废液箱内。

所述注液装置50用于向所述过滤组件40内输出液体或吸取液体。所述振动装置60靠近所述过滤组件40处设置，以实现对所述过滤组件40内的液体、颗粒和过滤膜42产生振动。

本申请的实施例提供的外泌体提取装置100，当对样本试剂进行过滤实验时，将过滤组件40装配到放置槽321内，放置槽321用于放置和定位过滤组件40，通过注液装置50将样本试剂注入至过滤组件40，进行过滤操作。此过程中，开启振动装置60，使振动装置60对过滤组件40内的液体、颗粒和过滤膜42产生振动，避免颗粒停靠在过滤膜42上，防止过滤膜42堵塞，进而提高了液体中外泌体的提取效率。

可选地，所述外泌体提取装置100还包括转动件20，所述转动件20可转动地设置于所述底座10上，所述振动装置60设置于所述转动件20上。另外，驱动转动件20旋转预设角度，装载台30也跟随转动预设角度，如逆时针旋转90度。当然，在其他实施方式中，如图16所示，振动装置60还可以设在底座10上或者靠近底座10的位置设置于装载台30的底部，即能够实现对所述过滤组件40内的液体、颗粒和过滤膜42产生振动即可。

需要说明的是，过滤组件40为耗材，每次实验后对过滤组件40进行更换。另外，以底座10呈L型板为例，转动件20可通过深沟球轴承转动设置于L型板的竖板上，同时，在该竖板上固定电机，电机通过输出齿轮与转动件20啮合传动。当然，电机也可通过皮带传动机构与转动件20传动连接，在其他实施方式中，电机还可以通过链条链轮与转动件20传动连接，但并不仅限于此。应当理解的是，电机可设置减速机，通过减速机与转动件20传动。所述振动装置60为超声仪、超声波换能器、涡旋振动仪、高频振动马达、气动振动器或激振器中的任意一种。所述振动装置的振动频率为20Hz～100kHz(例如20Hz、25Hz、30Hz、40Hz、80Hz、100Hz、120Hz、200Hz、400Hz、700Hz、900Hz、1kHz、5kHz、10kHz、20kHz、30kHz、33kHz、35kHz、38kHz、40kHz、43kHz、45kHz、48kHz、50kHz、70kHz、80kHz、100kHz)。本实施例中以振动装置选择使用超声波换能器为例。当然，在其他实施方式中，振动装置不仅限于超声仪、超声波换能器、涡旋振动仪、高频振动马达、气动振动器或激振器，还可以是其他具有振动功能的设备。

如图8至图10所示，在本申请的一些实施方式中，可选地，所述装载台30包括装载基座31、装载转盘32和端盖33。所述装载基座31的一端与所述转动件20连接，另一端设置有安装孔311，所述装载转盘32转动地穿设于所述安装孔311处，所述放置槽321开设于所述装载转盘32上。

所述装载转盘32背离所述放置槽321的一侧开设有与所述放置槽321连通的容纳槽322。所述端盖33连接于所述装载转盘32设有所述容纳槽322的一侧，并盖设于所述容纳槽322，且所述端盖33上设置有所述出液口331。需要说明的是，出液口331处可以安装软胶管，通过软胶管将废液排出至废液池或废液箱内。

本实施方式中，通过将装载转盘32转动设置在装载基座31上，使装载转盘32相对装载基座31转动，同时，放置槽321开设于装载转盘32上，使位于放置槽321内的过滤组件40能够转动。

继续参阅图10，在本申请的上述实施方式中，进一步地，所述装载台30还包括具有两端开口的第一管接头34，所述第一管接头34穿设于所述放置槽321与所述容纳槽322的连通处，并抵接于所述废液口441的边沿处，以使所述第一管接头34的一端与所述废液口441连通，另一端通过软胶管穿过出液口331连通到废液池或废液箱内。

本实施方式中，第一管接头34与废液口441的形状相匹配，这样在压紧过滤组件40时，使第一管接头34与废液口441处形成密封效果，使废液从废液口441进入到第一管接头34内，进而通过与第一管接头34连接的软胶管排出至废液池或废液箱内。

更进一步地，所述安装孔311为阶梯孔。所述装载转盘32上套设有第一轴承35，所述第一轴承35位于所述阶梯孔内远离所述端盖33的一侧。本实施方式中，由于第一管接头34和过滤组件40是轴向接触，为了保证密封效果，必然存在一定的轴向力。这样，通过第一轴承35的设置来承受轴向受力，具体地，第一轴承35使用推力圆柱滚子轴承，通过推力圆柱滚子轴承承受该轴向力，从而减少了装载转盘32与装载基座31转动产生的摩擦力。

应该理解的是，所述装载转盘32上还可套设有第二轴承36，所述第二轴承36位于所述阶梯孔内靠近所述端盖33的一侧。也就是在装载转盘32与装载基座31的上下两端的转动处均设置轴承，通过第二轴承36的设置，来减小装载转盘32与装载基座31之间的摩擦力，本实施方式中，第二轴承36采用深沟球轴承，进而减少装载转盘32与装载基座31之间转动产生的摩擦。同时，端盖33与装载转盘32连接，用于限制第二轴承36的位置，可跟随装载转盘32转动。

需要说明的是，在本实施方式中，第一轴承35使用推力圆柱滚子轴承，第二轴承36使用深沟球轴承。当然，在其他实施方式中，第一轴承35和第二轴承36还可使用其他轴承。

如图3和图4所示，在本申请的一些实施方式中，可选地，所述注液装置50包括注液泵51、伸缩机构52和转盘组件54。

具体地，注液泵51具有输液端口511，用于吸取液体或输出液体。伸缩机构52包括有驱动件521和运动件522。所述驱动件521与所述注液泵51固定连接，可选地，驱动件521和注液泵51可共同固定在滑块71上。所述驱动件521的输出端与所述运动件522连接，用于驱动所述运动件522相对装载台30移动。

更为具体地，转盘组件54与所述运动件522连接，运动件522沿远离或靠近装载台30的方向移动，从而能够带动转盘组件54移动。转盘组件54包括转动机构53、转盘基座541、注射转盘542、第二管接头543和安装座544。其中，所述安装座544与所述运动件522连接，所述转动机构53和所述转盘基座541分别设置于所述安装座544上。所述注射转盘542转动连接于所述转盘基座541上，且与所述转动机构53的转动端连接。所述第二管接头543具有相对设置的第一端5431和第二端5432，所述第二管接头543穿设于所述注射转盘542，且所述第一端5431通过软管与所述输液端口511连接，所述第二端5432能够抵接于所述进液口411的边沿处，以使所述第二管接头543与所述进液口411连通。

本实施方式中，通过驱动件521驱动运动件522沿远离或靠近装载台30的方向移动，以带动转盘组件54沿远离或靠近装载台30的方向移动，这样在转盘组件54向下移动预设距离时可以将转盘组件54与装载台30压紧，此时，注射转盘542抵接在过滤组件40上，将过滤组件压紧在装载转盘32上，同时也对过滤组件40进行了限制，此时，通过转动机构53转动带动注射转盘542转动，进而使过滤组件40转动，过滤组件40带动装载转盘32转动。

需要说明的是，伸缩机构52的驱动件521可以选择液压缸或气缸，运动件522选择推杆，操作方便简单。当然，在其他实施方式中，伸缩机构52也可使用直线电机。

如图3所示，在本申请的上述实施方式中，可选地，所述转动机构53包括驱动电机531和传动件532，所述驱动电机531驱动所述传动件532转动，所述传动件532与所述注射转盘542传动连接。

具体地，将驱动电机531固定在安装座544上，所述转盘基座541也固定在安装座544上。

可选地，注液装置还包括L型支架57，安装座544安装在L型支架57的横板上，运动件522也安装在L型支架57的横板上，L型支架57的竖板与运动件522的伸缩方向平行。同时，驱动电机531和转盘基座541均可通过螺栓连接在安装座544上。

可选地，所述传动件532为第一齿轮，所述第一齿轮与所述驱动电机531的输出端连接，所述注射转盘542上设置有与所述第一齿轮相啮合的第二齿轮5421。驱动电机531驱动第一齿轮转动带动第二齿轮5421转动，从而带动注射转盘542转动。

当然，传动件532还可以使用皮带传动机构，如所述传动件532包括第一皮带轮和皮带，所述第一皮带轮与所述驱动电机531的输出端连接，所述注射转盘542上设置有第二皮带轮，所述皮带传动连接于所述第一皮带轮和所述第二皮带轮。驱动电机531驱动第一皮带轮转动，通过皮带带动第二皮带轮转动，进而带动注射转盘542转动。

需要说明的是，传动件532不仅限定于上述结构，传动件532也可以使用链轮链条结构，即传动件532包括链条和第一链轮，驱动电机531的输出端与第一链轮连接，注射转盘542上设置第二链轮，链条传动连接于第一链轮和第二链轮。使用时，驱动电机531驱动第一链轮转动，通过链条带动第二链轮转动，进而带动注射转盘542转动。

应当理解的是，在其他实施方式中，传动件532还可以选择通过行星齿轮或蜗杆机构进行传动。

如图4所示，在本申请的上述实施方式中，所述转盘基座541开设有台阶孔5411，所述注射转盘542上套设有第三轴承55，所述第三轴承55位于所述台阶孔5411内靠近所述运动件522的一侧；和/或，所述注射转盘上还套设有第四轴承56，所述第四轴承56位于所述台阶孔5411内远离所述运动件522的一侧。

本实施方式中，由于注射转盘542与转盘基座541相对转动，为了使注射转盘542与转盘基座541之间转动的更加顺畅，减少径向间隙晃动，通过第三轴承55的设置，来实现注射转盘542和转盘基座541的转动固定关系，通过第三轴承55来实现减少摩擦力的转动功能。本实施方式中，第三轴承55采用深沟球轴承，进而减少装注射转盘542与转盘基座541转动产生的摩擦。

应该理解的是，所述装载转盘上还可套设有第四轴承56。由于第二管接头543和过滤组件40是轴向接触，为了保证密封效果，必然存在一定的轴向力。这样，通过第四轴承56的设置来承受轴向受力，具体地，第四轴承56使用推力圆柱滚子轴承，通过推力圆柱滚子轴承承受该轴向力，进而减小了注射转盘542与转盘基座541之间轴向受力，从而减少二者之间转动产生的摩擦。

需要说明的是，本实施方式中的第三轴承55和第四轴承56，其中，位于台阶孔5411上端的第三轴承55选择使用深沟球轴承，位于台阶孔5411下端的第四轴承56选择使用推力圆柱滚子轴承。

当然，在其他实施方式中，也可直接通过一个第三轴承55使注射转盘542与转盘基座541转动连接。

如图5至图7所示，在本申请的一些实施方式中，所述第二端5432的端面开设有环形卡槽5433，所述环形卡槽5433用于与探针枪头200卡接。这样，在伸缩机构52驱动转盘组件54向下移动时，可以通过环形卡槽5433将探针枪头200卡接，进而带动探针枪头200移动至试管300处或移动至过滤组件40的进液口411输出液体或吸取液体。

一并参阅图6，进一步地，所述第二管接头543上设置有与所述环形卡槽5433连通的通气孔5434。这样，在对环形卡槽5433处的探针枪头200通过枪头刮片82刮下时，从通气孔5434进入的空气可以对环形卡槽5433处的探针枪头200产生一定的大气压力，便于探针枪头200被刮下。

如图1和图2所示，在本申请的一些实施方式中，可选地，所述外泌体提取装置100还包括横向移动机构70，所述横向移动机构70设置于所述转动件20上，所述注液泵51和所述驱动件521通过滑块71设置于所述横向移动机构70上，所述横向移动机构70用于驱动所述滑块71沿所述底座10的长度方向移动。这样，以使注液装置50能够沿底座10的长度方向即图1中的左右方向移动，便于注液装置50到达不同的工序位置操作。

具体地，所述横向移动机构70包括支架72、驱动部73和传动部74。

所述支架72安装于所述转动件20上，所述驱动部73和所述传动部74分别安装于所述支架72上，且所述驱动部73用于驱动所述传动部74转动，所述滑块71设置于所述传动部74上，驱动部73驱动传动部74转动，以使滑块71相对支架72移动，从而带动注液装置50移动。

需要说明的是，本实施方式中，驱动部73选择电机，传动部74选择使用螺杆，滑块71套设于螺杆上，电机驱动螺杆转动带动滑块71移动。当然，在其他实施方式中，传动部74还可以选择皮带传动机构或者链条传动机构，以使滑块71移动。

如图11和图12所示，在本申请的一些实施方式中，所述过滤组件40包括上盖41、所述过滤膜42、过滤纸43和下盖44。

具体地，所述上盖41开设有所述进液口411，所述下盖44开设有凹槽442，所述过滤膜42和所述过滤纸43分别位于所述凹槽442内，且所述过滤纸43位于所述过滤膜42和所述凹槽442的底部之间，所述下盖44上开设有所述废液口441，所述废液口441与所述凹槽442连通，所述上盖41与所述下盖44连接。

本实施方式中，具体地，将过滤纸43放置在凹槽442内，再将过滤膜42塑焊或粘接在下盖44的凹槽442上，通过上盖41压紧过滤膜42，然后通过超声波焊接或胶水粘接的方式将上盖41和下盖44密封成一个整体。过滤纸43的作用是承托过滤膜42和利用其良好的吸水性加快对过滤液体的吸收速度。

需要说明的是，优选地，过滤膜42的孔径为0.03μm～0.20μm(例如0.03μm、0.05μm、0.08μm、0.10μm、0.13μm、0.16μm或0.20μm)。

另外，由于设计此种过滤组件40的目的是做成一次性耗材，可批量性生产，减少人工的安装操作，所有零件都需要组装好出厂，为了保证密闭性和可靠性，需将所有零件固定牢靠，可选用采用超声波焊接或其他胶水粘合的方式。本实施方式中采用超声波焊接技术，因此，上盖41和下盖44的材料都选用聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)或亚克力等易于与过滤膜42(材料为PC)融合的塑料透明材料，便于观察实验过程。

如图12所示，进一步地，所述上盖41与所述过滤膜42之间形成有过滤容腔45。这样，过滤容腔45能够用于临时储存过滤前/后的液体样本，便于探针枪头200的吸取。

更进一步地，所述上盖41和所述下盖44均呈圆形，所述废液口441位于所述下盖44上非圆心位置，所述进液口411位于所述上盖41上非圆心位置。这样，利用偏心圆特征使过滤组件40与装载台30形成相对固定关系，便于带动装载转盘32转动，废液口441的形状与第一管接头34形状匹配，工作时可形成密封面。

另外，进液口411和废液口441错开设置，进液口411靠近上盖41的边缘处设置，废液口441位于远离进液口411的位置设置在下盖44上，使进液口411和废液口441之间的距离变大，这样，使液体流动的距离尽量的拉远，避免由于二者距离太近发生堵塞的情况。

需要说明的是，在其他实施例中，如图13和图14所示，进液口411和废液口441也可以同轴设置，当然，二者既可以分别设置在圆形上盖41和下盖44的圆心位置，也可以分别设置在圆形上盖41和下盖44的非圆心位置。

如图1和图15所示，在本申请的一些实施方式中，所述外泌体提取装置100还包括样本耗材架80，所述样本耗材架80上设置有至少一个第一安装位801和至少一个第二安装位802，所述第一安装位801用于放置试管300，所述第二安装位802用于放置探针枪头200。这样，可以设置更多个第一安装位801放置具有不同试剂的试管300，设置更多个第二安装位802来放置更多的探针枪头200，便于取放使用。

本实施方式中，以第一安装位801为四个，第二安装位802为四个为例。当然，在其他实施方式中，还可以使用一个、二个、五个等等。

进一步地，所述样本耗材架80上还设置有具有开口的废物盒81，所述废物盒81的上方设置有枪头刮片82，所述枪头刮片82上开设有与所述探针枪头200相匹配的豁口821。

本实施方式中，通过枪头刮片82的设置，便于注液装置50移动到该位置使用枪头刮片82将已用过的探针枪头200刮落。同时，使刮落的探针枪头200掉入废物盒81里，废物盒81用于临时存放废弃的探针枪头200。

如图22所示，本申请的实施例还提供了一种外泌体的提取方法，应用上述实施例中外泌体提取装置100，具体操作步骤为：

在进行操作前，如图17所示，在外泌体提取装置100初始状态下放入待测样本、试剂以及耗材(探针枪头200、过滤组件40)；

步骤S1，如图18所示，注液装置50通过第二管接头543提取样本耗材架上的一探针枪头200，然后通过横向移动机构70移动至湿润试剂管中取湿润剂并暂时储存在注液泵51内，吸取完湿润剂之后移至枪头刮片82处将探针枪头200刮落；

步骤S2，然后将注射转盘542通过伸缩机构52移动至过滤组件40上并压紧密封，将吸取的湿润剂注入过滤组件40中将过滤组件40里的过滤纸43湿润；

步骤S3，注液装置50通过第二管接头543再次提取样本耗材架上的另一探针枪头200，然后移动至血液样本试管中取血液样本并暂时储存在注液泵51内，吸取完之后移至枪头刮片82处将探针枪头200刮落；

步骤S4，如图19所示，然后将注射转盘542通过伸缩机构52移动至过滤组件40上并压紧密封，注液装置50和装载台30通过转动件20逆时针转动90°，此时注射转盘542上的第二管接头543处于下位，装载台30上的第一管接头34处于上位，以恒定的速度将血液样本注入过滤组件40中进行过滤，过滤的过程中振动装置60开启工作，如使用超声波换能器将超声波朝着过滤组件40发射，在此过程中，通过转动机构53转动，带动注射转盘542转动，从而带动过滤组件40转动，需要说明的是，这里可以控制过滤组件40随时转动或按预设时间定时转动。当过滤完成后将注液装置50和装载台30通过转动件20顺时针转动90°，使其复位至竖直状态；

步骤S5，注液装置50通过第二管接头543再次提取样本耗材架上的又一探针枪头200，然后移动至清洗剂管中取清洗剂并暂时储存在注液泵51内，吸取完之后移至枪头刮片82处将探针枪头200刮落；

步骤S6，如图20所示，然后注射转盘542移动至过滤组件40上并压紧密封，注液装置50和装载台30通过转动件20逆时针转动90°，同时注液装置50的转动机构53带动装载台30上的过滤组件40一同转动，形成注射转盘542上的第二管接头543处于上位，装载台30上的第一管接头34处于下位状态，以恒定的速度将清洗剂注入过滤组件40中进行过滤，过滤的过程中振动装置60开启工作，如使用超声波换能器将超声波朝着过滤组件40发射，在此过程中，通过转动机构53转动，带动注射转盘542转动，从而带动过滤组件40转动，需要说明的是，这里可以控制过滤组件40随时转动或按预设时间定时转动。当过滤完成后将注液装置50和装载台30通过转动件20顺时针转动90°，使其复位至竖直状态；

步骤S7，如图21所示，注液装置50通过第二管接头543再次提取样本耗材架上的另一探针枪头200，然后将探针枪头200移动至过滤组件40上的进液口411处吸取已完成过滤的样本。由于过滤完得到的样本量很少，所吸取的样本都储存在探针枪头200内，不会流入注液泵51及其管道内。

步骤S8，然后将获得的样本注入外泌体收集试剂管中，完成过滤实验。

需要说明的是，在取样的过程中振动装置60也持续工作，保证目标悬浮在液体中更容易被吸取。

在上述实施例中的步骤S3操作之前，还包括步骤：对待放置在样本耗材架上的血液样本试管中的血液样本进行预处理，所述预处理包括：将所述血液样本依次进行离心、稀释和过滤。

优选地，过滤的过滤器的孔径为0.15μm～0.22μm。(例如0.15μm、0.16μm、0.18μm、0.20μm、0.21μm或0.22μm)。

利用针头过滤器，将稀释后的待提取液进行初步过滤，进一步去除大直径微囊泡及可能存在的凋亡小体，从而获得成分较为简单的待过滤样品。

预处理的步骤可减少细胞碎片和蛋白质等多种杂质在超滤过程中堆积在滤膜上的风险，降低过滤膜42堵塞的可能性。

优选地，所述预处理还包括对所述血液样本进行酶解。

优选地，所述离心的离心力为9000g～12000g(例如9000g、9500g、10000g、10500g、11000g、11500g或12000g)。

优选地，所述离心的时间为15min～20min(例如15min、16min、17min、18min、19min或20min)。

对血液样本进行离心处理，去除其中的细胞碎片及颗粒较大的细胞微囊泡。

优选地，所述酶解的温度为36～40℃(例如36℃、37℃、38℃或40℃)。

优选地，所述酶解的时间为10min～30min(例如10min、12min、15min、20min、21min、25min、28min或30min)。

优选地，所述酶解的酶包括蛋白酶K、链霉蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶、弹性蛋白酶、凝血酶或糜蛋白酶中的至少一种。

对待提取液进行酶解处理，去除其中的杂质蛋白。

优选地，所述振动装置的振动频率为20Hz～100kHz(例如20Hz、25Hz、30Hz、40Hz、80Hz、100Hz、120Hz、200Hz、400Hz、700Hz、900Hz、1kHz、5kHz、10kHz、20kHz、30kHz、33kHz、35kHz、38kHz、40kHz、43kHz、45kHz、48kHz、50kHz、70kHz、80kHz、100kHz)。

综上所述，通过使用本实施例提供的外泌体提取装置100，使其自动化提取外泌体，有效避了免人工操作带来的不确定性。另外，通过振动装置60发射的超声波对过滤组件40内的液体、颗粒和过滤膜42发生振动，避免颗粒停靠在过滤膜42上，防止过滤膜42堵塞，提高了液体中外泌体的提取效率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (25)

1.一种外泌体提取装置，其特征在于，包括：

底座；

装载台，所述装载台上设置有放置槽，并设置有与所述放置槽连通的出液口；

过滤组件，所述过滤组件可拆卸地安装于所述放置槽内，且所述过滤组件包括过滤膜以及位于所述过滤膜两相对侧的进液口和废液口，所述废液口与所述出液口连通；

注液装置，所述注液装置用于向所述过滤组件内输出液体或吸取液体；

振动装置，靠近所述过滤组件设置，用于对所述过滤组件内的液体、颗粒和所述过滤膜产生振动。

2.根据权利要求1所述的外泌体提取装置，其特征在于，所述外泌体提取装置还包括转动件，所述转动件可转动地设置于所述底座上，所述振动装置设置于所述转动件上。

3.根据权利要求2所述的外泌体提取装置，其特征在于，所述装载台包括：

装载基座，所述装载基座的一端与所述转动件连接，另一端设置有安装孔；

装载转盘，所述装载转盘转动地穿设于所述安装孔处，所述放置槽开设于所述装载转盘上，且背离所述放置槽的一侧开设有与所述放置槽连通的容纳槽；

端盖，所述端盖连接于所述装载转盘设有所述容纳槽的一侧，并盖设于所述容纳槽，且所述端盖上设置有所述出液口。

4.根据权利要求3所述的外泌体提取装置，其特征在于，所述装载台还包括具有两端开口的第一管接头，所述第一管接头穿设于所述放置槽与所述容纳槽的连通处，并抵接于所述废液口的边沿处，以使所述第一管接头与所述废液口连通。

5.根据权利要求3所述的外泌体提取装置，其特征在于，所述安装孔为阶梯孔；

所述装载转盘上套设有第一轴承，所述第一轴承位于所述阶梯孔内远离所述端盖的一侧；和/或，所述装载转盘上还套设有第二轴承，所述第二轴承位于所述阶梯孔内靠近所述端盖的一侧。

6.根据权利要求3所述的外泌体提取装置，其特征在于，所述注液装置包括：

注液泵，具有输液端口，用于吸取液体或输出液体；

伸缩机构，包括驱动件和运动件，所述驱动件与所述注液泵固定连接，所述驱动件的输出端与所述运动件连接，用于驱动所述运动件相对所述装载台移动；

转盘组件，与所述运动件连接，并跟随所述运动件移动；

其中，转盘组件包括转动机构、转盘基座、注射转盘、安装座和第二管接头，所述安装座与所述运动件连接，所述转动机构和所述转盘基座分别设置于所述安装座上；所述注射转盘转动连接于所述转盘基座上，且与所述转动机构的转动端连接；所述第二管接头具有相对设置的第一端和第二端，所述第二管接头穿设于所述注射转盘，且所述第一端通过软管与所述输液端口连接，所述第二端能够抵接于所述进液口的边沿处，以使所述第二管接头与所述进液口连通。

7.根据权利要求6所述的外泌体提取装置，其特征在于，所述转动机构包括驱动电机和传动件，所述驱动电机驱动所述传动件转动，所述传动件与所述注射转盘传动连接；

所述驱动电机和所述转盘基座分别固定连接于所述安装座上。

8.根据权利要求7所述的外泌体提取装置，其特征在于，所述传动件为第一齿轮，所述第一齿轮与所述驱动电机的输出端连接，所述注射转盘上设置有与所述第一齿轮相啮合的第二齿轮；或

所述传动件包括第一皮带轮和皮带，所述第一皮带轮与所述驱动电机的输出端连接，所述注射转盘上设置有第二皮带轮，所述皮带传动连接于所述第一皮带轮和所述第二皮带轮。

9.根据权利要求6所述的外泌体提取装置，其特征在于，所述转盘基座开设有台阶孔，所述注射转盘上套设有第三轴承，所述第三轴承位于所述台阶孔内靠近所述运动件的一侧；和/或，所述注射转盘上还套设有第四轴承，所述第四轴承位于所述台阶孔内远离所述运动件的一侧。

10.根据权利要求6所述的外泌体提取装置，其特征在于，所述第二端的端面开设有环形卡槽，所述环形卡槽用于与探针枪头卡接。

11.根据权利要求10所述的外泌体提取装置，其特征在于，所述第二管接头上设置有与所述环形卡槽连通的通气孔。

12.根据权利要求6至11中任一项所述的外泌体提取装置，其特征在于，所述外泌体提取装置还包括横向移动机构，所述横向移动机构设置于所述转动件上，所述注液泵和所述驱动件通过滑块设置于所述横向移动机构上，所述横向移动机构用于驱动所述滑块沿所述底座的长度方向移动。

13.根据权利要求12所述的外泌体提取装置，其特征在于，所述横向移动机构包括支架、驱动部和传动部，所述支架安装于所述转动件上，所述驱动部和所述传动部分别安装于所述支架上，且所述驱动部用于驱动所述传动部转动，所述滑块设置于所述传动部上。

14.根据权利要求12所述的外泌体提取装置，其特征在于，所述外泌体提取装置还包括样本耗材架，所述样本耗材架上设置有至少一个第一安装位和至少一个第二安装位，所述第一安装位用于放置试管，所述第二安装位用于放置探针枪头。

15.根据权利要求14所述的外泌体提取装置，其特征在于，所述样本耗材架上还设置有具有开口的废物盒，所述废物盒的上方设置有枪头刮片，所述枪头刮片上开设有与所述探针枪头相匹配的豁口。

16.根据权利要求1至11中任一项所述的外泌体提取装置，其特征在于，所述过滤组件包括上盖、所述过滤膜、过滤纸和下盖，所述上盖开设有所述进液口，所述下盖开设有凹槽，所述过滤膜和所述过滤纸分别位于所述凹槽内，且所述过滤纸位于所述过滤膜和所述凹槽的底部之间，所述下盖上开设有所述废液口，所述废液口与所述凹槽连通，所述上盖与所述下盖连接。

17.根据权利要求16所述的外泌体提取装置，其特征在于，所述上盖与所述过滤膜之间形成有过滤容腔。

18.根据权利要求1至11中任一项所述的外泌体提取装置，其特征在于，所述振动装置为超声仪、超声波换能器、涡旋振动仪、高频振动马达、气动振动器或激振器中的任意一种。

19.一种外泌体的提取方法，其特征在于，应用权利要求15所述的外泌体提取装置，包括以下步骤：

注液装置通过第二管接头提取样本耗材架上的一探针枪头，注液装置通过横向移动机构移动至湿润试剂管中取湿润剂并暂时储存在注液泵内，吸取完湿润剂之后移至枪头刮片处将探针枪头刮落；

将注射转盘通过伸缩机构移动至过滤组件上并压紧密封，将吸取的湿润剂注入过滤组件中并将过滤纸湿润；

注液装置通过第二管接头提取样本耗材架上的另一探针枪头，注液装置通过横向移动机构移动至血液样本试管中取血液样本并暂时储存在注液泵内，吸取完血液样本之后移至枪头刮片处将探针枪头刮落；

注射转盘通过伸缩机构移动至过滤组件上并压紧密封，注液装置和装载台通过转动件逆时针转动90°，使注射转盘上的第二管接头处于下位，装载台上的第一管接头处于上位，注液装置以恒定的速度将血液样本注入过滤组件中进行过滤，过滤的过程中振动装置开启工作；

注液装置通过第二管接头提取样本耗材架上的又一探针枪头，注液装置通过横向移动机构移动至清洗剂管中取清洗剂并暂时储存在注液泵内，吸取完清洗剂之后移至枪头刮片处将探针枪头刮落；

注射转盘通过伸缩机构移动至过滤组件上并压紧密封，注液装置和装载台通过转动件逆时针转动90°，同时注液装置的转动机构带动装载台上的过滤组件一同转动，使注射转盘上的第二管接头处于下位，装载台上的第一管接头处于上位，注液装置以恒定的速度将清洗剂注入过滤组件中进行过滤，过滤的过程中振动装置开启工作；

注液装置通过第二管接头提取样本耗材架上的再一探针枪头，将该探针枪头移动至过滤组件上的进液口处吸取已完成过滤的样本；

将获得的样本注入外泌体收集试剂管中，完成过滤实验。

20.根据权利要求19所述的提取方法，其特征在于，还包括以下步骤：

对待放置在样本耗材架上的血液样本试管中的血液样本进行预处理；

所述预处理包括：将所述血液样本进行离心、稀释和过滤。

21.根据权利要求20所述的提取方法，其特征在于，所述预处理还包括对所述血液样本进行酶解。

22.根据权利要求20所述的提取方法，其特征在于，所述过滤的过滤器的孔径为0.15μm～0.22μm。

23.根据权利要求20所述的提取方法，其特征在于，所述离心的离心力为9000g～12000g；所述离心的时间为15min～20min。

24.根据权利要求21所述的提取方法，其特征在于，所述酶解的温度为36℃～40℃；所述酶解的时间为10min～30min。

25.根据权利要求19-24中任一项所述的提取方法，其特征在于，所述振动装置的振动频率为20Hz～100kHz。

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