[發(fā)明專利]一種針對尿路上皮癌的尿脫落腫瘤細(xì)胞微流控芯片檢測技術(shù)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710054628.3
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106867867A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金百冶;韓平疇;傅廣候;陳安琪
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué);北京大學(xué)
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12N5/09;C12Q1/02
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所31219
• 代理人: 李艷,許亦琳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物體液體外檢測領(lǐng)域，具體涉及一種針對尿路上皮癌的尿脫落腫瘤細(xì)胞微流控芯片檢測技術(shù)。

背景技術(shù)

1、臨床現(xiàn)役技術(shù)-尿脫落細(xì)胞學(xué)檢查：尿脫落細(xì)胞學(xué)檢查(Cytology)是目前臨床上普遍使用的尿路上皮癌檢測方法。為尋找腫瘤細(xì)胞，該方法依賴病理醫(yī)生對涂片進(jìn)行主觀觀察(針對細(xì)胞的細(xì)胞核、染色質(zhì)、胞漿等因素對細(xì)胞進(jìn)行判斷)，主要有以下缺點(diǎn)：

(1)檢測敏感度低，一般只有30-50％。

(2)閱片完全依賴于病理醫(yī)生的主觀經(jīng)驗(yàn)，不同病理醫(yī)生之間的判斷結(jié)果或不一致。

(3)染色過程繁瑣，人工參與度大、工作強(qiáng)度大。細(xì)胞染色效果受人員經(jīng)驗(yàn)、熟練度的影響。

2、臨床現(xiàn)役技術(shù)-膀胱鏡、輸尿管軟鏡檢查

膀胱鏡、輸尿管軟鏡檢查是目前臨床診斷尿路上皮癌的金標(biāo)準(zhǔn)。其通過導(dǎo)管將窺鏡經(jīng)尿道傳送至目標(biāo)區(qū)域，對可疑占位進(jìn)行成像、觀察。但仍具有如下缺陷：

(1)屬于侵入式檢查，患者所承受的痛苦大；

(2)腫瘤發(fā)展到肉眼可見時(shí)才能被觀察到，不利于早期診斷.

3、其他在研技術(shù)-基于微濾膜的尿液細(xì)胞檢查

為克服傳統(tǒng)尿脫落細(xì)胞學(xué)檢查敏感度低的缺點(diǎn)，一些研究組使用微濾膜來檢測尿脫落腫瘤細(xì)胞。相較于傳統(tǒng)尿脫落細(xì)胞學(xué)檢查，該方法利用濾膜過濾的原理捕獲尿脫落細(xì)胞，敏感度略有提升，但仍具有以下缺陷：

(1)捕獲到細(xì)胞后，仍僅采用傳統(tǒng)的病理學(xué)染色方法(巴氏染色)，該方法如同臨床現(xiàn)役的尿脫落細(xì)胞學(xué)檢查，高度依賴病理科醫(yī)生，受主觀因素的制約；

(2)該濾膜的濾孔口徑單一，為7.5um；然而尿路上皮癌患者尿液中的細(xì)胞成分復(fù)雜，除了腫瘤細(xì)胞，還有正常脫落的尿路上皮細(xì)胞、白細(xì)胞、紅細(xì)胞等，這些細(xì)胞尺寸均不一致，若使用單一孔徑，仍將導(dǎo)致視野中細(xì)胞成分混亂，干擾后續(xù)的判斷分析；

(3)無法對細(xì)胞的捕獲過程進(jìn)行實(shí)時(shí)成像、監(jiān)測、調(diào)控，例如：(a)在細(xì)胞量過剩導(dǎo)致濾膜堵塞的情況下，無法及時(shí)終止進(jìn)程；(b)在流速過高導(dǎo)致細(xì)胞破損嚴(yán)重的情況下，無法實(shí)時(shí)控制流速；

(4)受最大載荷量的限制，當(dāng)細(xì)胞數(shù)量過高，所有濾孔均被占據(jù),該濾膜隨即失效；隨后而來的細(xì)胞將全部堵塞于濾膜，導(dǎo)致視野混亂，難以進(jìn)行下一步細(xì)胞層面的判讀。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種針對尿路上皮癌的尿脫落腫瘤細(xì)胞微流控芯片檢測技術(shù)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的以及其他相關(guān)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明的第一方面，提供了一種微流控芯片，包括依次連接的樣本入口、細(xì)胞捕獲區(qū)域以及樣本出口，所述細(xì)胞捕獲區(qū)域設(shè)有多個(gè)細(xì)胞分選器，所述細(xì)胞分選器由三個(gè)整體呈弧形排布的柱狀凸起構(gòu)成，柱狀凸起之間存在間隙，弧形開口作為液流入口，中間柱狀凸起兩側(cè)的間隙作為液流出口，兩個(gè)液流出口呈對稱分布。

優(yōu)選地，所述細(xì)胞捕獲區(qū)域設(shè)有三種不同尺寸規(guī)格的細(xì)胞分選器，分別為第一尺寸細(xì)胞分選器、第二尺寸細(xì)胞分選器和第三尺寸細(xì)胞分選器，所述第一尺寸細(xì)胞分選器、第二尺寸細(xì)胞分選器和第三尺寸細(xì)胞分選器的尺寸依次減小。

優(yōu)選地，相鄰的細(xì)胞分選器尺寸不同。

優(yōu)選地，所述微流控芯片包括多個(gè)細(xì)胞分選單元，每個(gè)所述細(xì)胞分選單元由一個(gè)第一尺寸細(xì)胞分選器、一個(gè)第二尺寸細(xì)胞分選器和一個(gè)第三尺寸細(xì)胞分選器組成。

優(yōu)選地，位于同一行的細(xì)胞分選單元中各尺寸細(xì)胞分選器的排布方式相同。

優(yōu)選地，橫向相鄰的細(xì)胞分選器，邊距相同。

優(yōu)選地，橫向依次等邊距排列的一個(gè)第一尺寸細(xì)胞分選器、一個(gè)第二尺寸細(xì)胞分選器和一個(gè)第三尺寸細(xì)胞分選器組成一個(gè)第一細(xì)胞分選單元；橫向依次等邊距排列的一個(gè)第一尺寸細(xì)胞分選器、一個(gè)第三尺寸細(xì)胞分選器和一個(gè)第二尺寸細(xì)胞分選器組成一個(gè)第二細(xì)胞分選單元；多個(gè)第一細(xì)胞分選單元橫向循環(huán)排布構(gòu)成第一細(xì)胞分選陣列，多個(gè)第二細(xì)胞分選單元橫向循環(huán)排布構(gòu)成第二細(xì)胞分選陣列，相互平行的一個(gè)第一細(xì)胞分選陣列和一個(gè)第二捕獲陣列組成一個(gè)細(xì)胞分選二級陣列，細(xì)胞捕獲區(qū)域中多個(gè)相互平行的細(xì)胞分選二級陣列縱向等邊距循環(huán)排布。

優(yōu)選地，在每個(gè)細(xì)胞分選二級陣列中，第二細(xì)胞分選陣列的第一尺寸細(xì)胞分選器的液流入口的中點(diǎn)與對應(yīng)第一細(xì)胞分選陣列的第三尺寸細(xì)胞分選器和第二尺寸細(xì)胞分選器橫向邊距的中點(diǎn)對齊。

優(yōu)選地，各奇數(shù)行細(xì)胞分選二級陣列的首行首列細(xì)胞分選器縱向位置對齊；各偶數(shù)行細(xì)胞分選二級陣列較相鄰的前一奇數(shù)行細(xì)胞分選二級陣列向右側(cè)等距偏移。