[發明專利]一種精準分選白細胞亞型的聲光微流控芯片及其分選方法

有效

• 申請號: 201811546811.6
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109540771B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 楊奕;胡學佳
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01N15/10
• 分類號: G01N15/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

本發明公開了一種精準分選白細胞亞型的聲光微流控芯片及其分選方法，該芯片包括微流溝道、聲表面波聚焦模塊、聲表面波分選模塊和光力分選模塊；通過聲表面波聚焦模塊進行聚焦后的血液樣本，根據待分選的對象細胞種類，選擇聲表面波分選模塊和光力分選模塊的開啟狀態；分選后的血液樣本通過樣本出口流入對應的收集瓶內。將聲表面波細胞三維聚焦、分離和激光光力細胞分選集成到微小的微流控芯片中，大大縮小了儀器體積克服了傳統儀器的缺陷。本發明結合兩種技術的優勢實現了從外周血中實現三種白細胞亞類的精準分離，并且無需標記物損傷，分離得到的三種白細胞亞類都有著高于95％的純度，整個儀器小巧、精度高、易操作，有著巨大應用前景。

技術領域

本發明涉及白細胞亞型分選技術領域，尤其涉及一種精準分選白細胞亞型的聲光微流控芯片及其分選方法。

背景技術

在臨床診斷中免疫白細胞精準分選對于疾病診斷病情分析有著關鍵作用，特別是白細胞特定亞型精確分離是深入理解疾病發生，實現疾病治療的重要前提。比如在作為在腫瘤免疫中起著重要的白細胞亞型-T細胞，對于其免疫過程中的功能分析研究，以及未來在腫瘤治療中很有希望的腫瘤免疫療法都需要精準的T細胞提純分選來實現進一步的分析或者細胞增殖。傳統的臨床使用的方法大多基于離心或者電化學方法，根據細胞的密度、尺寸或者電學特性來分選具有高通量簡便快速的優點。但是對于外周血中眾多細胞類型，特別是白細胞亞型，細胞的尺寸、密度和電阻有很大分布區間并且相互重疊，這些物理性質的重疊極大限制了離心和電化學方法的精準性，難以滿足更高精度的分選需求。基于熒光特異性分選的流式細胞分選儀利用不同細胞表面特異性抗原實現不同熒光標記，結合熒光信號實現不同細胞的分選，這種方法具有較高的精度，但是由于整體儀器設備十分龐大昂貴并且需要復雜的熒光標記等專業操作，使得這種儀器難以大范圍應用。所以，目前亟需一種小型化方便快捷并且具有高精度的儀器來滿足臨床中日益增長的白細胞亞型分選的需求，從而能夠實現快速輔助診斷分析，或者用于疾病治療。

微流控技術是一個跨學科的新領域，近年來發展迅速。微流控芯片具有尺寸小，成本低，高度集成化等優點，由于其在微米尺度對流體和細胞有著很好的操控檢測等優勢，所以很適合用于臨床臨床快速檢測細胞分選等應用。在細胞操控中聲表面波技術（surfaceacoustic waves）簡稱SAW和光鑷技術一直以來都因為其非接觸無損傷的優勢得到廣泛應用，特別是近年來將光學技術與聲表面波技術集成到微流控芯片而發展的光流控與聲流控技術得到越來越多的重視和發展。聲表面波能夠實現精準的細胞三維聚焦和根據細胞的聲學常數分離不同大小或者不同密度的細胞，光力則能夠根據光學常數差異十分精準地分離不同細胞，這兩種方法都具有不需要復雜標記并且無損傷的優勢。但是同大部分依據細胞密度或者大小的分離方法一樣，在細胞尺寸差異較大的情況下，聲表面波分選細胞技術有著較高效率，但在特定白細胞亞型分選中受到了很大限制，特別是外周血中單個核細胞（包括淋巴細胞和單核細胞）有著相近的密度（1.05–1.07 g cm^?3），同時細胞尺寸上也比較接近。而淋巴細胞通常有著較大的細胞核占比和較高的折射率（1.39-1.41），非常適用于利用有著高分辨率的光力技術高效分離。在光力分選技術中需要細胞的三維聚焦，而聲表面波技術則能夠很好地取代傳統三維水力聚焦方式實現溫和的聚焦所有細胞到光束中心。所以將聲表面波技術與光力技術集成到一個芯片中能夠很好彌補各自在細胞分選中的缺陷，從而實現在白細胞亞型的精準無標記的分離。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中的缺陷，提供一種精準分選白細胞亞型的聲光微流控芯片及其分選方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

本發明提供一種精準分選白細胞亞型的聲光微流控芯片，該芯片包括鈮酸鋰壓電晶片，以及鈮酸鋰壓電晶片上設置的微流溝道、聲表面波聚焦模塊、聲表面波分選模塊和光力分選模塊；其中：

微流溝道一端設置有一個樣本入口，另一端設置有兩個樣本出口；聲表面波聚焦模塊、聲表面波分選模塊和光力分選模塊分別依次設置在微流溝道的側面；