[實(shí)用新型]一種微流控芯片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721861769.8
• 申請(qǐng)日: 2017-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN207891329U
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉雪飛;劉江南;劉輝;高雁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市合川醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號(hào): C12M1/00
• 分類號(hào): C12M1/00;C12N5/09
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44248
• 代理人: 覃迎峰

本實(shí)用新型提供了一種微流控芯片，所述微流控芯片包括芯片主體，所述芯片主體包括通道，所述通道設(shè)有若干渦旋結(jié)構(gòu)，所述渦旋結(jié)構(gòu)為與通道邊緣的邊呈10~20度的微通道，或間斷性設(shè)在通道上的圓形結(jié)構(gòu)或矩形結(jié)構(gòu)，所述圓形結(jié)構(gòu)或矩形結(jié)構(gòu)水平橫截面的內(nèi)徑大于通道水平橫截面的寬度。采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相較目前的CTC捕獲方法或微流控芯片，提供了一種制作簡(jiǎn)單，操作容易的微流控芯片以及分離方法，可在一次操作中實(shí)現(xiàn)CTC細(xì)胞與血細(xì)胞的分離，捕獲分離捕獲血液中循環(huán)腫瘤細(xì)胞。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微流控芯片。

背景技術(shù)

癌癥的早期篩查是提高癌癥治愈率的重要方式，然而目前癌癥的早期篩查仍然缺發(fā)有效的技術(shù)和工具。近幾年，通過(guò)捕獲和檢測(cè)血液中的循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTC）來(lái)進(jìn)行癌癥早篩引起了業(yè)界關(guān)注。CTC細(xì)胞是指在腫瘤微轉(zhuǎn)移過(guò)程中，少數(shù)具有轉(zhuǎn)移潛能的腫瘤細(xì)胞脫離原發(fā)灶，轉(zhuǎn)移到血液、淋巴結(jié)、骨髓或遠(yuǎn)處器官中的細(xì)胞，是惡性腫瘤患者出現(xiàn)術(shù)后復(fù)發(fā)或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的重要標(biāo)志。相較于傳統(tǒng)的穿刺提取癌組織樣品進(jìn)行分析的方式而言，檢測(cè)靜脈血中癌細(xì)胞的方式可視為無(wú)創(chuàng)檢測(cè)，對(duì)患者的創(chuàng)傷很小。然而，平均每毫升血液中僅含1個(gè)CTC，且混雜在50億個(gè)血細(xì)胞中，捕獲CTC細(xì)胞猶如大海撈針。

目前CTC檢測(cè)的金標(biāo)準(zhǔn)方法是采用抗體標(biāo)記來(lái)識(shí)別CTC細(xì)胞。然而這種方式由于試劑昂貴，且需要復(fù)雜的樣品前處理過(guò)程，難以推廣。并且該方法僅能識(shí)別出CTC細(xì)胞，并不能實(shí)現(xiàn)對(duì)其的有效捕獲和富集。流式細(xì)胞術(shù)是另外一種高靈敏CTC檢測(cè)方法，具有快速、準(zhǔn)確的優(yōu)勢(shì)，但存在儀器昂貴、操作復(fù)雜、維護(hù)困難等缺點(diǎn)，更無(wú)法實(shí)現(xiàn)社區(qū)或家庭自檢的目標(biāo)。

近年來(lái)，利用微流控芯片技術(shù)進(jìn)行CTC細(xì)胞檢測(cè)，分離，富集得到研究者的關(guān)注。迄今為止，基于芯片的CTC技術(shù)有介電泳分離、機(jī)械過(guò)濾和流體力學(xué)分離幾種方式。介電泳分離在選擇性（與白細(xì)胞相比，通常富集＜100）和通量上（通常小于1ml/h）不具備優(yōu)勢(shì)。機(jī)械過(guò)濾一般通過(guò)薄膜或微柱過(guò)濾，這種方式細(xì)胞容易堵塞孔道，分析通量低，只能用于少量樣品的分離。流體力學(xué)具有較高的分析通量，但富集效率略低于機(jī)械過(guò)濾。簡(jiǎn)言之，當(dāng)前各種CTC捕獲技術(shù)各有利弊，仍有較大的發(fā)展空間。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型公開了一種微流控芯片，通過(guò)主動(dòng)或被動(dòng)的方式產(chǎn)生渦旋，渦旋的效應(yīng)相當(dāng)于傳統(tǒng)的離心效應(yīng)，大的粒子/細(xì)胞趨于占據(jù)渦旋流中相對(duì)狹小的空間，小粒子趨于流向空間較大的位置。因?yàn)镃TC細(xì)胞相較一般細(xì)胞大很多，通過(guò)在渦旋中的尺寸分離效應(yīng)及微通道實(shí)現(xiàn)捕獲大尺寸的CTC細(xì)胞。

對(duì)此，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種微流控芯片，其包括芯片主體，所述芯片主體包括通道，所述通道設(shè)有若干渦旋結(jié)構(gòu)，所述渦旋結(jié)構(gòu)為與通道邊緣的邊呈10~20度的微通道，或間斷性設(shè)在通道上的圓形結(jié)構(gòu)或矩形結(jié)構(gòu)，所述圓形結(jié)構(gòu)或矩形結(jié)構(gòu)水平橫截面的內(nèi)徑大于通道水平橫截面的寬度。 其中，所述通道的寬度為微通道的寬度的5倍以上。

采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，在微流控芯片上制作出特定的微通道，通過(guò)主動(dòng)或被動(dòng)的方式產(chǎn)生渦旋，渦旋的效應(yīng)相當(dāng)于傳統(tǒng)的離心效應(yīng)，大的粒子/細(xì)胞趨于占據(jù)渦旋流中相對(duì)狹小的空間，小粒子趨于流向空間較大的位置。因?yàn)镃TC細(xì)胞相較一般細(xì)胞大很多，通過(guò)在渦旋中的尺寸分離效應(yīng)及微通道實(shí)現(xiàn)捕獲大尺寸的CTC細(xì)胞。渦旋結(jié)構(gòu)為與通道邊緣的邊呈10~20度的微通道為主動(dòng)型渦旋，渦旋結(jié)構(gòu)為間斷性設(shè)在通道上的圓形結(jié)構(gòu)或矩形結(jié)構(gòu)為被動(dòng)型渦旋。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述渦旋結(jié)構(gòu)為矩形結(jié)構(gòu)時(shí)，所述矩形結(jié)構(gòu)水平橫截面的水平寬度為通道水平橫截面寬度的10~20倍，所述矩形結(jié)構(gòu)水平橫截面的垂直高度為通道水平橫截面寬度的5~10倍。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述通道水平截面的寬度為40~75μm，所述矩形結(jié)構(gòu)水平橫截面的水平寬度為720μm，水平橫截面的垂直高度為500μm。