[發明專利]一種外周血循環腫瘤細胞檢測芯片及系統

無效

• 申請號: 201410452147.4
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104297298A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 孫浩;毛紅菊;金兵;武振華;張祁蓮;李剛;孫曉瑋;趙建龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: G01N27/02
• 分類號: G01N27/02
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 宋纓;孫健

技術領域

本發明涉及腫瘤檢測技術領域，特別是涉及一種基于射頻無線檢測技術的外周血循環腫瘤細胞檢測芯片及系統。

背景技術

循環腫瘤細胞是指從腫瘤組織上脫落進入外周血的腫瘤細胞，大量研究資料證實血液中循環腫瘤細胞的快速檢測，對腫瘤的檢測、個體化治療、療效評估及預后監測等具有重要應用價值。相對于傳統的影像學和病理學的腫瘤診斷方法，循環腫瘤細胞檢測具有獨特優勢。首先，采用循環腫瘤細胞檢測法能一次性同時篩查肺癌、胃癌、肝癌等大部分多種實體腫瘤，具有更大的檢測范圍。同時，只需驗血，避免了類似穿刺活檢的操作轉移風險。另外特別地，在評估腫瘤治療效果是，傳統影像學手段一般需要幾個月的時間，而循環腫瘤細胞可以快速評估治療效果，在評估腫瘤治療效果、調整治療方案和監測腫瘤復發轉移中，具有重大現實意義。

目前，現有基于循環腫瘤細胞檢測方法一般采用酶聯免疫吸附實驗或聚合酶鏈式反應，往往需要較苛刻的實驗條件、比較昂貴的實驗設儀器和試劑。而采用熒光譜標記的檢測方法往往還需要采用比較復雜的繁瑣的檢測過程，所需時間比較長，不利于臨床應用中快速、高效腫瘤的分析檢測要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于射頻無線檢測技術的外周血循環腫瘤細胞檢測芯片及系統，能夠實現對腫瘤細胞的快速、靈敏、準確和低成本的檢測。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種外周血循環腫瘤細胞檢測芯片，包括襯底，所述襯底上制備有相互連接的叉指電容電路和螺旋電感金屬電路；所述叉指電容電路上緊密貼合有單層石墨烯薄膜；所述石墨烯薄膜上貼合有微流控制通道；所述微流控制通道與單層石墨烯薄膜形成了用于篩選出的腫瘤細胞的集成石墨烯微流控管道篩選微芯片；所述單層石墨烯薄膜、叉指電容電路和螺旋電感電路形成一個整體RCL諧振網絡；所述螺旋電感電路還充當互耦天線的作用。

所述微流控制通道采用半導體光刻技術，在襯底上制備出縱橫排布的光刻膠模板，將混好的聚二甲基硅氧烷和固化劑涂覆在所述光刻膠模板上，經過真空干燥箱加熱固化，將襯底模板分離得到。

所述微流控制通道的入口設有待測血樣進樣口，出口連接廢液池。

所述襯底為硅徹底或石英玻璃襯底。

所述螺旋電感金屬電路的本征諧振頻率在幾百kHz～1MHz之間。

所述叉指電容電路和螺旋電感金屬電路采用半導體光刻和選擇性電鍍方法制備而成。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：還提供一種外周血循環腫瘤細胞檢測系統，包括檢測信號讀出分析裝置和上述的外周血循環腫瘤細胞檢測芯片，所述檢測信號讀出分析裝置包括用于放置所述檢測芯片的樣品臺和位于所述樣品臺上方的射頻阻抗分析儀；所述射頻阻抗分析儀連接有與所述檢測芯片上螺旋電感電路匹配的互耦線圈天線，所述射頻阻抗分析儀通過互耦線圈天線發射激勵射頻信號，并通過互耦線圈天線反饋檢測芯片的RCL諧振網絡的諧振特性信號，分析腫瘤細胞檢測情況。

有益效果

由于采用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果：

本發明采用無線射頻檢測技術，能準確、快速和高靈敏的實現腫瘤細胞檢測。采用單層石墨烯材料上RCL網絡諧振特性的變化能更加顯著反應出腫瘤細胞捕獲前后的微弱信號，避免常規直流電阻測試時阻抗信號變化被系統本底大阻抗淹沒，同時射頻信號也具有更強的抗干擾能力。

本發明采用以石墨烯材料為基底的微流控芯片，能實現待測血液樣本中微量腫瘤細胞的有效捕獲。采用的微流控管道尺寸根據所需要檢測或捕獲的腫瘤細胞尺寸與血細胞不同而設計從而將尺寸較大的腫瘤細胞攔截在微流通道內。采用半導體微納制備技術，尺寸誤差小，精度高可靠性好；采用石墨烯材料為基底具有很好地生物親和性和導電性適合后端的電學檢測。

采用本發明進行檢測也具有便捷、快速檢測的優點，和其他常規方法相比，檢測過程更加簡單、方便，檢測速度也非常快，一旦捕獲，阻抗分析儀掃描一次數秒時間便得到了結果。

本發明中結合微流控、石墨烯材料和無線射頻技術優點，采用現代半導體微細加工技術，精度高，所制備的檢測芯片成本低，檢測程序少，簡單、方便，適合于大樣本、大規模推廣使用，具有重要的應用價值。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明中檢測讀出分析裝置示意圖；

圖3是本發明中檢測芯片制備示意圖。

具體實施方式