[發明專利]一種在微流控芯片上實現全自動分選循環腫瘤細胞的裝置及其方法

有效

• 申請號: 201410336948.4
• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104140926A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 王琪;宋永欣;李夢琪
• 申請（專利權）人: 大連醫科大學附屬第二醫院;大連海事大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/42;C12M1/34;C12N5/09
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 楊威;李洪福

1.一種在微流控芯片上實現全自動分選循環腫瘤細胞的裝置，其特征在于：?

包括PDMS微流控芯片(H)、與PDMS微流控芯片(H)封接為一體的玻璃底片(G)、直流電源、電壓信號放大電路(9)以及電磁微閥結構；?

所述PDMS微流控芯片(H)包括儲液孔A至儲液孔F、檢測通道(8)、用于電滲輸運細胞的主通道(1)、分別與主通道(1)連通，用于改變主通道(1)內樣品的流動寬度，使樣品中的待檢細胞依次通過檢測通道(8)的第一聚焦通道(2)和第二聚焦通道(3)、用于為收集其它血細胞提供通道的樣品出口通道(6)、用于為收集循環腫瘤細胞提供通道的目標細胞收集通道(4)、用于為分選提供驅動力通道的電磁分選通道(5)；所述電磁分選通道(5)、樣品出口通道(6)和目標細胞收集通道(4)均通過檢測通道(8)與主通道(1)連通；所述儲液孔A與主通道(1)連通，儲液孔B與第一聚焦通道(2)連通，儲液孔C與第二聚焦通道(3)連通，儲液孔D與目標細胞收集通道(4)連通，儲液孔E與電磁分選通道(5)連通，儲液孔F與樣品出口通道(6)連通；?

在上述儲液孔A至儲液孔F中均插入鉑電極，其中儲液孔A、儲液孔B和儲液孔C中的鉑電極均與直流電源的正極相連；儲液孔D、儲液孔F中的鉑電極均通過一個電阻R與直流電源負極相連，該電阻R兩端通過導線連接至電壓信號放大電路(9)的輸入端，電壓信號放大電路(9)的輸出端連接至NI采集卡(10)輸入端，NI采集卡(10)輸出端連至處理終端(11)；NI采集卡(10)輸出端與一電磁繼電器(13)輸入控制端相連，電磁繼電器(13)一端和直流電源的負極相連，另一端通過電磁微閥結構和直流電源正極相連；當循環腫瘤細胞通過檢測通道(8)時，電阻R兩端電壓會發生改變，該變化的電壓信號被電壓信號放大電路(9)檢測到；電壓信號經電壓信號放大電路(9)放大后送至NI采集卡(10)和處理終端(11)，處理終端(11)通過NI采集卡(10)繼而會發出相應的電壓信號，使電磁繼電器(13)閉合，從而使電磁微閥結構壓迫其下方PDMS層發生形變，使儲液孔E排出一部分液體，推動循環腫瘤細胞流入目標細胞收集通道(4)中；?

當分選時間達到電磁繼電器(13)預設動作時間后，電磁繼電器(13)斷開，從而使電磁微閥結構斷電，樣品恢復進入樣品出口通道(6)及儲液孔F中，從而實現循環腫瘤細胞的全自動分選。?

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述的電磁微閥結構包括設置于儲液孔E上方的永磁鐵(7)以及貼附于儲液孔E下方玻璃底片(G)上的電磁鐵(12)；所述電磁鐵(12)一端與電磁繼電器(13)連接，另一端與直流電源正極相連；當循環腫瘤細胞通過檢測通道(8)時，會產生相應的電壓信號并被電壓信號放大電路(9)檢測到；電壓信號放大電路(9)將該電壓信號送至NI采集卡(10)和處理終端(11)，處理終端(11)通過NI采集卡(10)發出相應的電壓信號，使電磁繼電器(13)閉合，從而使貼附于儲液孔E下方玻璃底片(G)上的電磁鐵(12)通電，電磁鐵(12)通電后產生磁場，吸引儲液孔E上方的永磁鐵(7)下移，從而壓迫永磁鐵(7)下方的儲液孔E的PDMS層發生形變，使儲液孔E排出一部分液體，推動循環腫瘤細胞流入細胞收集通道(4)中。?

3.一種基于上述裝置實現全自動分選循環腫瘤細胞的方法，其特征在于：包括如下步驟：?

1)樣品以及緩沖液滴加步驟：將血細胞樣品加入到儲液孔A中；并向儲液孔A、儲液孔B、儲液孔C、儲液孔D、儲液孔E和儲液孔F中分別滴加緩沖液；?

2)接通直流電源對儲液孔A中的血細胞樣品進行電滲輸運；?

3)當樣品中無循環腫瘤細胞時，樣品在電滲流的作用下全部通過樣品出口通道輸(6)送至儲液孔F；?

4)當樣品中有循環腫瘤細胞通過檢測通道(8)時，電阻R兩端電壓會發生改變，并被電壓信號放大電路檢測到；電壓信號放大電路(9)隨后將該電壓信號放大并送至NI采集卡(10)和處理終端(11)，處理終端(11)通過NI采集卡(10)發出相應的電壓信號，使電磁繼電器(13)閉合，從而使貼附于儲液孔E下方玻璃底片(G)上的電磁鐵(12)通電，電磁鐵(12)通電后產生磁場，吸引儲液孔E上方的永磁鐵(7)下移，從而壓迫永磁鐵(7)下方的儲液孔E的PDMS層發生形變，使儲液孔E排出一部分液體，推動循環腫瘤細胞流入目標細胞收集通道(4)中；當分選時間達到電磁繼電器(13)預設動作時間后，電磁繼電器(13)斷開，從而使永磁鐵斷電，樣品恢復進入樣品出口通道(6)及儲液孔F中，從而實現循環腫瘤細胞的全自動分選。?