[發(fā)明專利]一種用于細(xì)胞三維富集的微流控芯片

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310597726.3
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN103614283A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙亮;范亮亮;賈麗敏;者江
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/34
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會俠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微流控芯片，具體涉及一種用于細(xì)胞三維富集的微流控芯片。

背景技術(shù)

在生物醫(yī)學(xué)研究和臨床診斷中，流動血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀被廣泛使用，并發(fā)揮了十分重要的作用。近年來，它成為臨床診斷方面的一種主要方法，例如，CD₄⁺T淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)儀被廣泛應(yīng)用于血液中的HIV病毒的檢測與診斷。當(dāng)人體免疫缺陷病毒（HIV）進(jìn)入人體后，會特異地攻擊CD₄⁺T淋巴細(xì)胞并進(jìn)行自身復(fù)制，引起血液中CD₄⁺T淋巴細(xì)胞功能的降低和數(shù)量的減少。淋巴細(xì)胞作為機(jī)體免疫應(yīng)答功能的重要組成，被HIV病毒破壞后，將導(dǎo)致宿主免疫功能的不斷削弱，從而在HIV病毒潛伏2～8年后因機(jī)會性感染而發(fā)病。CD₄⁺T淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)儀通過對血液中的CD₄⁺T淋巴細(xì)胞進(jìn)行檢測，從而為HIV疾病進(jìn)展情況和高效抗逆轉(zhuǎn)錄病毒治療臨床療效進(jìn)行有效評估，為HIV疾病的診斷與治療提供重要參考。此外，流動血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀還被用于常規(guī)的血液檢查。血液的主要功能中如物質(zhì)運(yùn)輸和機(jī)體防御等都是由血液中的血細(xì)胞完成的。血液的運(yùn)輸功能主要靠紅細(xì)胞完成，如從肺吸入的氧氣及消化道吸收的營養(yǎng)物質(zhì)都依靠血液運(yùn)輸才能到達(dá)全身各組織，同時(shí)組織代謝產(chǎn)生的二氧化碳與其他廢物也依賴血液運(yùn)輸?shù)椒巍⒛I等處排泄，從而保持身體正常代謝的進(jìn)行。血液對機(jī)體的防御功能表現(xiàn)為免疫和止血等。如血液中的白細(xì)胞可以殺死進(jìn)入機(jī)體的病原體和自身異常細(xì)胞，從而發(fā)揮機(jī)體免疫能力；血小板在止血過程中起著重要作用，正常生理情況下，血小板有著相對穩(wěn)定的數(shù)量。當(dāng)血液中的血小板含量發(fā)生變化時(shí)，人體的血液止血和凝血功能將出現(xiàn)異常，嚴(yán)重時(shí)會危及病人的生命安全。通過檢測血液中血小板的含量，對正確評估人體血液止血和凝血功能有著重要的意義。檢測結(jié)果同時(shí)可以作為患者是否需要進(jìn)行血小板輸注的參考指標(biāo)。因而使用流動血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀對血液中血細(xì)胞等進(jìn)行檢測，便可以反映出人體的健康狀況，從而為醫(yī)療保健和疾病預(yù)防提供重要的參考依據(jù)。在流動血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀中，待檢測細(xì)胞需要被三維地富集于檢測區(qū)域的中心，而后穿過激光檢測區(qū)域，進(jìn)而可以得到待檢細(xì)胞的類型、數(shù)量、大小等諸多信息。流動血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀中的一個(gè)重要的細(xì)胞富集部分是共軸環(huán)形流道，通過周向剪切流體的作用將待測細(xì)胞三維地富集在通道中心并緊密地排列成一束，從而避免了待測細(xì)胞在激光檢測區(qū)的漏檢。然而，傳統(tǒng)的流動血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀中細(xì)胞的三維富集具有以下缺點(diǎn)：1）需要昂貴的輔助儀器，從而導(dǎo)致流動血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀整體成本升高，極大地限制了其在生物醫(yī)學(xué)、臨床診斷等領(lǐng)域中的應(yīng)用；2）共軸環(huán)形流道及輔助儀器體積大，造成傳統(tǒng)血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀不便于攜帶，因而不能被方便地應(yīng)用于現(xiàn)場急救、家庭醫(yī)療及個(gè)人保健等方面，對商品化的市場推廣帶來困難；3）細(xì)胞三維富集結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝繁瑣，維修與保養(yǎng)費(fèi)用較高，增加了后期使用的成本。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于細(xì)胞三維富集的微流控芯片，其能夠作為血液檢測的預(yù)處理手段，取代傳統(tǒng)流動血細(xì)胞計(jì)數(shù)儀中結(jié)構(gòu)復(fù)雜的細(xì)胞富集器件，并可與光學(xué)檢測手段相結(jié)合，對血液樣本進(jìn)行精確地檢測，具有成本低、體積小、結(jié)構(gòu)簡單，操作容易等特點(diǎn)，為公共醫(yī)療健康和生物醫(yī)學(xué)研究等領(lǐng)域提供便利。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種用于細(xì)胞三維富集的微流控芯片，所述微流控芯片由蓋片層8和粘合于蓋片層8下的載片7組成；在所述蓋片層8內(nèi)設(shè)有微通道，所述微通道包括使細(xì)胞在豎直方向上富集的彎曲通道3、和彎曲通道3連通的使細(xì)胞在水平方向富集的對稱尖角結(jié)構(gòu)通道4、和對稱尖角結(jié)構(gòu)通道4連通的光學(xué)檢測區(qū)5、以及和光學(xué)檢測區(qū)5連通的排液區(qū)6，還包括和彎曲通道3入口連通的細(xì)胞樣本液加液區(qū)2和緩沖液加液區(qū)1，所述細(xì)胞樣本液加液區(qū)2連通于彎曲通道3的內(nèi)壁，所述緩沖液加液區(qū)1連通于彎曲通道3的外壁；所述對稱尖角結(jié)構(gòu)通道4由多個(gè)相間分布的擴(kuò)張段和對稱尖角結(jié)構(gòu)組成；所述緩沖液加液區(qū)1和細(xì)胞樣本液加液區(qū)2的入口以及排液區(qū)6為在蓋片層8上開設(shè)的通孔，所述微通道為在蓋片層8上開設(shè)的盲道，底部和載片7表面相通。

所述彎曲通道3為1/4圓弧，其寬度為100μm,平均半徑為250μm。

所述對稱尖角結(jié)構(gòu)通道4由30組對稱尖角結(jié)構(gòu)和擴(kuò)張段組成。

所述對稱尖角結(jié)構(gòu)的尖角為45度，對稱尖角入口寬度為40μm，所述擴(kuò)張段的寬度為300μm，長度為200μm。