[發(fā)明專利]一種循環(huán)腫瘤細(xì)胞及團(tuán)簇陰性分離的微流控裝置和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810449308.2
• 申請(qǐng)日: 2018-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108671971A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙亮;蔣海祥;劉楊;張學(xué)記
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B01L3/00
• 分類號(hào): B01L3/00
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發(fā)明提供一種循環(huán)腫瘤細(xì)胞及團(tuán)簇陰性分離的微流控裝置，所述微流控裝置由樣品存儲(chǔ)室和微流控芯片通過(guò)熱鍵合組裝而成，所述微流控裝置直徑為60mm，與直徑為60mm的細(xì)胞培養(yǎng)皿相同，所述微流控裝置可以剛好放入培養(yǎng)皿中進(jìn)行離心，本發(fā)明中微坑陣列芯片可對(duì)CTCs和CTCs?Clusters同步捕獲，基于該微流控裝置可實(shí)現(xiàn)了對(duì)CTCs和CTCs?Clusters的同步陰性分離；整個(gè)微坑陣列芯片以數(shù)字1~64分為64個(gè)大區(qū)，并對(duì)以字母A~P把每個(gè)大區(qū)分為16個(gè)小區(qū)，可對(duì)每個(gè)微坑的精確定位，實(shí)現(xiàn)了對(duì)富集的CTCs/CTCs?Clusters的精確定位和單細(xì)胞分離純化，為后續(xù)目標(biāo)細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞分析提供便利。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物與醫(yī)學(xué)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種循環(huán)腫瘤細(xì)胞及團(tuán)簇陰性分離的微流控裝置和方法。

背景技術(shù)

循環(huán)腫瘤細(xì)胞(circulating tumor cell, CTCs)是脫落于原發(fā)腫瘤部位，經(jīng)由上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化后進(jìn)入血液循環(huán)，可在遠(yuǎn)端部位定位，發(fā)生間質(zhì)上皮轉(zhuǎn)化后增殖形成新的病灶。循環(huán)腫瘤細(xì)胞團(tuán)(circulating tumor cell clusters, CTC-clusters)是指多個(gè)CTCs同類聚集或與其它種類細(xì)胞聚集形成的細(xì)胞團(tuán)。血液中的循環(huán)腫瘤細(xì)胞和循環(huán)腫瘤細(xì)胞團(tuán)簇與癌癥轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，同時(shí)對(duì)CTCs和CTC-Clusters進(jìn)行檢測(cè)有利于實(shí)現(xiàn)癌癥早期診斷、療效評(píng)估、腫瘤轉(zhuǎn)移機(jī)制研究。

臨床研究顯示，外周血中出現(xiàn)CTC-clusters的腫瘤患者，比只有CTCs的患者的無(wú)進(jìn)展生存期、總生存期都更短。目前，很多的CTCs分離方法利用微流控技術(shù)也只能做到對(duì)CTCs或CTC-Clusters的分離，很難高效地做到兩者同步分離。目前在CTCs鑒定上主要依賴EpCAM和CK等上皮標(biāo)志物，對(duì)EMT轉(zhuǎn)換過(guò)程和非上皮來(lái)源的CTCs很難鑒定。而且血液中CTC和CTC-Clusters稀少且存在異質(zhì)性，因此急需發(fā)展一種高效的同步實(shí)現(xiàn)CTCs和CTC-Clusters的分離方法和對(duì)所有CTCs都能較好鑒定的檢測(cè)方法。

在腫瘤轉(zhuǎn)移機(jī)制研究上，理想的分離捕獲方法需要保持腫瘤細(xì)胞活性并且在單細(xì)胞水平上研究腫瘤的機(jī)理；在臨床應(yīng)用中，則需要一種能夠快速鑒定計(jì)數(shù)CTCs的低成本的方法。因此,本領(lǐng)域亟待發(fā)展一種高效溫和的CTCs和CTC-Clusters同步分離檢測(cè)方法，并能夠?qū)⒎诌x出的CTCs挑選出來(lái)在單細(xì)胞水平上研究腫瘤的機(jī)理。

發(fā)明內(nèi)容

為了上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種循環(huán)腫瘤細(xì)胞及團(tuán)簇陰性分離的微流控裝置，所述微流控裝置由樣品存儲(chǔ)室和微流控芯片通過(guò)熱鍵合組裝而成，所述微流控芯片上設(shè)有多個(gè)微坑，所述微坑用于存儲(chǔ)和甄別定位單個(gè)腫瘤細(xì)胞或團(tuán)簇，微流控裝置直徑小于等于細(xì)胞培養(yǎng)皿直徑，所述微流控裝置可以剛好放入培養(yǎng)皿中進(jìn)行離心；

進(jìn)一步地，所述微流控芯片設(shè)置在樣品存儲(chǔ)室內(nèi)，所述微流控芯片用于對(duì)2~6mL全血進(jìn)行陰性富集，并完成CTCs/CTC-Clusters的甄別、精確定位和后續(xù)分離純化；

進(jìn)一步地，所述微流控芯片由1~64個(gè)微坑陣列形成，每個(gè)微坑陣列含有2000個(gè)微坑，微坑的大小同時(shí)適合物理性地捕獲單個(gè)腫瘤細(xì)胞或團(tuán)簇，微坑之間呈等邊三角形排列，所述微流控芯片的微坑共計(jì)12-13萬(wàn)個(gè)；

進(jìn)一步的，所述微流控芯片大小優(yōu)選為30mm×30mm，每個(gè)微坑直徑60μm，深40μm，間距40μm，所述微流控芯片的微坑共計(jì)12.3萬(wàn)個(gè)；

進(jìn)一步地，所述微坑陣列以數(shù)字1~64分為64個(gè)大區(qū)；并對(duì)以字母A~P把每個(gè)大區(qū)分為16個(gè)小區(qū)，滿足在6.4X倍鏡下可以看到一個(gè)完整的以數(shù)字命名的區(qū)，達(dá)到對(duì)可疑信號(hào)的粗略定位；同時(shí)滿足在20X倍鏡下可看到一個(gè)完整的以字母命名的區(qū)，達(dá)到對(duì)可疑信號(hào)的精確定位；

進(jìn)一步地，所述樣品存儲(chǔ)室由銅錢型圍堰構(gòu)成，銅錢型圍堰高為15mm，直徑為60mm，中間方孔為下底面大小為30mm×30mm，上底面大小為40mm×40mm的四棱臺(tái)，所述樣品存儲(chǔ)室最大容量為18mL；