[發明專利]微流控芯片及其制作方法

有效

• 申請號: 201610100400.9
• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN107115897B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 王慧;沈文江
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;G01N27/447
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰;武岑飛

本發明提供了一種微流控芯片，其包括：基板；在基板上的插齒電極；在基板上且覆蓋所述插齒電極的絕緣層；在所述絕緣層中且與所述插齒電極電接觸的電極片；在所述絕緣層上的圖案化粘結件，其中，所述圖案化粘結件具有中空結構；在所述圖案化粘結件上且封閉所述中空結構的蓋板，其中，所述蓋板中具有進孔和出孔，所述進孔和所述出孔均與所述中空結構連通。本發明還提供了一種微流控芯片的制作方法。本發明將免疫吸附法和細胞的電學特征相結合，通過簡單地插齒電極結構在流道內形成非均勻電場，細胞受到介電泳力，在不影響靶向細胞吸附的同時使非靶向細胞脫離，從而在有利于特異性吸附的流速下，保持細胞免疫吸附的高效率性的同時，提高吸附純度。

技術領域

本發明屬于半導體加工技術領域，具體地講，涉及一種微流控芯片及其制作方法。

背景技術

循環腫瘤細胞(CTCs)作為癌癥轉移的重要標志，在癌癥早期由病灶處產生，經外周血液向其他器官擴散的腫瘤細胞。靈敏地從外周血液細胞中發現CTCs的存在對于早期腫瘤的診斷、預防有重要意義。高純度、高效率的捕獲并有效分析CTCs有望進一步了解腫瘤的形成機理進而從根源上阻止病變的發生。然而，由于循環腫瘤細胞的稀有性(1/10⁷)，大量雜質細胞必將成為其高效、高純分離和捕獲過程中的障礙，如何從雜質細胞中得到目標細胞(即循環腫瘤細胞)成為現代醫療診斷的關鍵。

目前已有許多用于分離和捕獲的方法能夠將CTCs從血細胞中分離出來。其中一種是利用免疫磁珠法在磁場的作用下實現細胞分離和捕獲；另一種是微流控技術，不同于免疫磁珠法，微流控技術得益于微加工技術的發展，其能夠將分離捕獲的過程微型化，實現對細胞培養、轉移、分離與捕獲等過程一步化，進而實現對單個細胞的操控。

由于具有高靈敏、高效率、低成本等特點，微流控技術逐漸應用于CTCs的分離與捕獲中來。常用的微流控技術依賴于目標細胞區別于其他細胞的一種或多種特征(生物或物理特征)進行分離和捕獲。

CTCs區別于其他血液細胞的物理特征包括細胞的大小及變形能力等。利用CTCs體積較大、變形能力弱的特點制成的微型篩、微流道等結構在一定程度上滿足了高效分離的要求。CTCs的生物特性包括蛋白質表達、突變性質、生存能力等，其中利用細胞表面蛋白與其特異性抗體的結合的免疫吸附法實現細胞高效分離的技術得到廣泛應用。該方法充分利用了微流控芯片中流道比表面積較大的特點，使與細胞表面蛋白連接的抗體的數量增多，靶向細胞能夠與流道表面形成可靠的特異性的連接從而留在細胞表面，而不能與表面形成有力的連接的非靶向細胞則隨流體流出，分離成功。

免疫吸附：高度特異性的抗原、抗體或有特定物理化學親和力的物質(配體)與吸附材料(載體)之間的吸附。免疫磁珠法基于細胞表面抗原與連接在磁珠上的特異性的抗體連接，在外磁場的作用下，通過抗體與磁珠相連的細胞被吸附而滯留在磁場中，而無抗原的細胞被分離。

此外，許多研究者將多種方法集合在同一芯片上。例如：結合磁珠法，其利用包覆抗體的微磁珠與細胞特異性結合，其中，當細胞通過分離區時，在磁場作用下使連接有磁珠的靶向細胞與未連接磁珠的非靶向細胞分離，這種方法可在連續流體中實現高效分離且靈敏度較高；利用流體力學與免疫法相結合，其中，流體運動增加了細胞與流道親和性分子的接觸機會，同時流體的剪切力使非靶向細胞從表面脫離，從而提高了捕獲效率和捕獲純度。

然而，上述現有技術的缺點包括：

一、在免疫磁珠法中，分離和捕獲過程復雜，分離成本高；并且批量處理使用的樣品量較大，分離效率較低。此外，免疫磁珠法需要對細胞進行預處理，細胞在轉移過程中不可避免的造成了細胞損失，對于稀有細胞來說可能影響到檢測結果。再者，在免疫磁珠法中，雖使用熒光染料對不同細胞進行區別，但由于細胞污染嚴重，對細胞識別、技術及細胞分析不利。