[發明專利]微尺度細胞過濾器

在審

• 申請號: 201680092004.4
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN110191944A
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 洛倫納·迪古茲;西爾維娜·薩米;奧利維拉·馬塔;加斯帕·喬伊
• 申請（專利權）人: INL-國際伊比利亞納米技術實驗室
• 主分類號: C12M1/26
• 分類號: C12M1/26;B01L3/00;C12M1/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 孫紀泉

本發明提供了一種用于俘獲樣本內的細胞的子部分的微尺度細胞過濾器。該細胞過濾器包括：進流通道；出流通道；以及多個柱元件，該多個柱元件被布置在該進流通道與該出流通道之間；其中，該多個柱元件相互間隔開，從而形成多個間隙，每個間隙形成在兩個相鄰柱元件之間；其中，該多個柱元件被布置為使得從該進流通道流到該出流通道的樣本的流動穿過該多個間隙；其中，該多個柱元件被布置為使得每個間隙的寬度為3到6微米；并且其中，該多個柱元件中的每一個具有伸長部，使得每個間隙所具有的其寬度與其高度之間的高寬比大于3.5，從而在該多個柱元件的上游側俘獲該樣本內的這些細胞的子部分。

技術領域

本發明涉及一種用于俘獲樣本內的細胞的子部分的方法，該子部分包括但不限于血液樣本內的循環腫瘤細胞。

背景技術

轉移是全世界發病和與癌癥相關死亡的根本原因。循環腫瘤細胞CTC可以從原發性腫瘤沉積并通過血流散布至身體的其他部分，包括可能侵入其他器官并引起轉移。CTC的檢測可以為癌癥患者的臨床管理提供有價值的信息，因為它們提供了患者體內的當前腫瘤負荷的實時快照。然而，CTC(在確實有時)以極低的濃度存在，比如1到10個CTC/十億個血細胞。因此，分離CTC是個難題。

有若干種表征CTC的方法，但是每種方法在成本、時效性、對使用者而言簡單等方面還有許多地方需要改進。大多數富集和分離CTC的系統依賴于上皮細胞粘附分子(EPCAM)的表達和/或依賴于使用靶向細胞角蛋白(CK)的抗體進行的免疫熒光分析。有證據表明，CTC可以例如經歷上皮間質轉化(EMT)，從而呈現出具有不同表型特征和功能特征的各種亞群，從而導致預后不良并誤導結果。因此，需要一種能夠更高效地處理具有細胞亞群的樣本的分析系統。

發明內容

鑒于以上內容，本發明的目的是提供一種用于俘獲樣本內的細胞的子部分的微尺度細胞過濾器。本發明的進一步目的是克服現有技術存在的障礙。至少部分地通過獨立權利要求中限定的發明來實現這些和其他目的。在所附權利要求中闡述了優選實施例。

根據第一方面，提供了一種用于俘獲樣本內的細胞的子部分的微尺度細胞過濾器。該細胞過濾器包括：進流通道；出流通道；以及多個柱元件，該多個柱元件被布置在該進流通道與該出流通道之間；其中，該多個柱元件相互間隔開，從而形成多個間隙，每個間隙形成在兩個相鄰柱元件之間；其中，該多個柱元件被布置為使得從該進流通道流到該出流通道的樣本的流動穿過該多個間隙；其中，該多個柱元件被布置為使得每個間隙的寬度為3到6微米；并且其中，該多個柱元件中的每一個具有伸長部，使得每個間隙所具有的其寬度與其高度之間的高寬比大于3.5、優選在3.5到5的范圍內，從而在該多個柱元件的上游側俘獲該樣本內的這些細胞的子部分。

通過提供分出并隔離細胞的細胞過濾器，使得能夠實現前腫瘤負荷的實時快照。根據本發明的低創(low invasive)技術根據大小和可變形性過濾細胞。從而，分選不依賴于根據現有技術的大多數方法所需的任何染色或抗體。可以提取在過濾器上所俘獲的細胞進行分析。微尺度細胞過濾器可以包括在微流體芯片上。在后一種情況下，可以在微流體芯片上分析已俘獲的細胞。

大于間隙并且實質上硬的細胞例如CTC可以被俘獲在過濾器中。例如，如果細胞具有8微米的直徑并且間隙在3到6微米之間，則細胞可以被俘獲在過濾器中。由于在細胞過濾器中存在多個間隙和/或由于間隙具有上述高寬比，因此可以繼續從進流通道流動到出流通道而不會顯著影響裝置的流動壓力。

在細胞大于間隙但可變形的情況下，細胞可以利用間隙的伸長部從進流通道擠過間隙到達出流通道。血液中大多數細胞是這種情況。例如，紅細胞具有6-8微米的平均直徑，但是可以通過流動對柱元件的壓力而變形，這使得細胞能夠穿過。

小于間隙的細胞可以自由地穿過過濾器。