[發明專利]一種富集捕獲不同規格尺寸靶標細胞的微流控芯片

有效

• 申請號: 201910373997.8
• 申請日: 2019-05-07
• 公開（公告）號: CN110093247B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 彭年才;閔帥超;胡飛;張朋;周利
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

一種富集捕獲不同規格尺寸靶標細胞的微流控芯片，由芯片主體和底片連接構成，芯片主體中的芯片腔室設有樣本入口、進樣隔離柱、富集篩選區、捕獲區、非靶標細胞廢液出口和靶標細胞廢液出口；待處理的血液樣本從樣本入口進入芯片腔室，血液樣本經進樣隔離柱一分為二進入富集篩選區，富集篩選區將大于臨界分離直徑的靶標細胞的細胞團、細胞簇和單細胞依次富集篩選出來，成為靶標細胞液，剩余血細胞液從非靶標細胞廢液出口排出芯片腔室；靶標細胞液進入捕獲區，捕獲區將靶標細胞捕獲，剩余細胞液從靶標細胞廢液出口排出芯片腔室；本發明貼合現實應用，同時能夠實現高捕獲率、高純度和高通量，提升現有微流控芯片中的性能。

技術領域

本發明涉及生物醫學微流控芯片技術領域，特別涉及一種富集捕獲不同規格尺寸靶標細胞的微流控芯片。

背景技術

循環腫瘤細胞的概念早在1869年由澳大利亞學者Ashworth提出，是游離于血液循環系統中的腫瘤細胞，被認為是腫瘤發生轉移的必要前提，也是腫瘤患者術后復發的重要誘因，同時還是激發癌癥致死機制的重要因素。因此，早期檢測循環腫瘤細胞有著重要的臨床意義。

據報道，在轉移性乳腺癌的小鼠腫瘤模型中，循環腫瘤細胞的粘附團體較少(小于5％)，卻有著高比例的轉移能力，同時對乳腺癌患者的臨床研究中發現，在外周血中發現循環腫瘤細胞粘附團體的患者，往往無進展生存期更短。因此，對循環腫瘤細胞的粘附團體進行研究就顯得尤為重要。

然而目前所存在的技術中，作用對象多為單個循環腫瘤細胞，富集捕獲后的細胞未分類，無法實現針對性的下游分析；同時，易導致其他尺寸循環腫瘤細胞的丟失，芯片捕獲效率低、純度低，不便于后續的應用推廣。

中國專利CN108671971A公開了一種分離循環腫瘤細胞及團簇的微流控裝置，該裝置能夠將循環腫瘤細胞陰性分離。但是，該裝置分離條件單一，針對不同規格尺寸循環腫瘤細胞，沒有設置不同的分離條件，所分離的細胞無實質性尺寸的不同；同時該裝置需對樣本進行前處理，分離過程繁瑣，集成度不高，多步操作易導致細胞的丟失，同時，分離的循環腫瘤細胞純度低，較多血細胞的摻雜。

中國專利CN107402295A公開了一種基于DLD技術，分離純化循環腫瘤細胞的芯片，該芯片能夠將循環腫瘤細胞從外周血中分離純化出來。但是，該芯片中分離純化條件單一，無法實現不同規格尺寸循環腫瘤細胞的處理；同時，芯片中分離純化條件主要針對某一個規格尺寸設置，易導致其他規格尺寸循環腫瘤細胞的丟失，影響分離純化效率。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供了一種富集捕獲不同規格尺寸靶標細胞的微流控芯片，更加貼合現實應用，便于后續的精準醫療診斷，同時能夠實現高捕獲率、高純度和高通量，提升現有微流控芯片中的性能。

為了實現上述發明目的，本發明采取的技術方案如下：

一種富集捕獲不同規格尺寸靶標細胞的微流控芯片，由芯片主體和底片連接構成，芯片主體中設有芯片腔室，芯片腔室設有樣本入口100、進樣隔離柱200、富集篩選區、捕獲區、非靶標細胞廢液出口610和靶標細胞廢液出口620；

待處理的血液樣本從樣本入口100進入芯片腔室，血液樣本經進樣隔離柱200一分為二進入富集篩選區，富集篩選區在多級DLD微柱的作用下，將大于臨界分離直徑的靶標細胞的細胞團、細胞簇和單細胞依次富集篩選出來，成為靶標細胞液，剩余血細胞液成為非靶標細胞廢液，從非靶標細胞廢液出口610排出芯片腔室；靶標細胞液進入捕獲區，捕獲區基于靶標細胞的特性，將靶標細胞捕獲，剩余細胞液成為靶標細胞廢液，從靶標細胞廢液出口620排出芯片腔室。

所述的富集篩選區由多級DLD微柱組成，包括細胞團富集篩選陣列310、細胞簇富集篩選陣列320和單細胞富集篩選陣列330，對應的臨界分離直徑分別為20-24微米、16-20微米和12-16微米，分別實現對靶標細胞的細胞團、細胞簇和單細胞富集篩選。