[實用新型]一種用于快速捕獲或檢測細胞的微流控芯片

有效

• 申請號: 201920852315.7
• 申請日: 2019-06-06
• 公開（公告）號: CN210314199U
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 顏娟;朱福琳;田潤
• 申請（專利權）人: 上海海洋大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12N5/09;C12N1/02
• 代理公司: 上海唯智贏專利代理事務所(普通合伙) 31293
• 代理人: 吳瑾瑜

本實用新型涉及生物檢測技術領域，公開了一種用于快速捕獲或檢測細胞的微流控芯片，其結構包括至少一組微流控單元，微流控單元的結構包括相互連接的通道A和通道B，通道A內設有多組魚骨形結構單元。本實用新型將魚骨形結構和圓柱體微腔結構結合，提高了目標細胞例如食源性致病菌或腫瘤循環細胞的高效、低成本、特異性的捕獲、富集和體外增殖效率，將捕獲的細胞富集到很小體積的微腔結構中，進一步提高了體外培養的存活率。

技術領域

本實用新型涉及生物檢測設備，具體為快速捕獲或檢測細胞的微流控芯片。

背景技術

食源性疾病通常是指攝取了隨食物或飲水進入人體的生物性、化學性、物理性有害物而引起的疾病。近年來，由于微生物引起的食源性疾病在食品安全事件中的比例不斷提升，給人類身體健康和生命安全構成了嚴重的威脅，腸致病性大腸桿菌是引起人體腹瀉癥狀的常見病原菌，目前根據不同的生物學特征將致病性大腸桿菌分為6類，即腸致病性大腸桿菌、腸產毒性大腸桿菌、腸侵襲性大腸桿菌、腸出血性大腸桿菌、腸集聚性大腸桿菌以及近來發現的腸產志賀樣毒素且具有侵襲力的大腸桿菌。其中，腸致病性大腸桿菌是引起全球嬰兒急、慢性腹瀉和成年人散發腹瀉的一類重要致病菌。金黃色葡萄球菌，沙門氏菌等造成的污染也嚴重威脅到人類的健康，急性中毒輕者導致急性胃腸炎，嘔吐、惡心、腹痛、腹瀉、發燒等；重者會引起呼吸、循環、神經等系統癥狀，搶救不及時會危及生命；慢性中毒會導致致癌、致畸、致突變等。傳統的細菌檢測方法，如微生物培養和分離，這種檢測方法靈敏度低，處理時間長，且需要經過培訓的專門人員，同時并非所有的細菌都可以在實驗室中培養，具有很大的局限性。在科學技術不斷發展下，產生了新的檢測方法，如分析免疫學方法、分子生物學檢測技術、磁性熒光納米檢測法等，彌補了傳統檢測方法的不足。

(1)分析免疫學方法，該檢測方法是以抗原抗體的特異性反應為基礎，在檢測過程中，根據食物中微生物的特異性抗原特征，可激發機體產生與之相關的特異性抗體。免疫磁珠分離法、膠體金標記法、酶聯免疫吸附法(ELISA)都屬于免疫學常見的檢測方法。免疫磁珠分離法適用于細菌富集，須與其他檢測方法聯用進行細菌的檢測；膠體金標記法具有靈敏度高、特異性強、操作簡單等特征，但是將其應用于食源性致病菌微生物的檢測中時，可能由于抗原被樣品中某些物質所掩蔽，從而產生假陰性反應，難以保證檢測結果的準確性和真實性；ELISA檢測方法靈敏度高，特異性強。檢測速度快，但操作復雜。

(2)分子生物學檢測技術，從分子生物學水平上進一步研究微生物的分子，尤其是核酸結構及其相關組成部分，包括基因芯片檢測、PCR檢測方法等。基因芯片檢測方法在檢測食源性致病微生物過程中，以反應體積小、試劑消耗量小、檢測速度快、靈敏度高等特點，提高了檢測質量和效率，但是這種檢測方法檢測費用高、檢測精度低；PCR檢測方法實現了從定性到定量的飛躍，整個檢測過程中不需要后續處理便能得到靈敏度高。精確度高的檢測結果，但將其應用到食源性致病菌微生物檢測中，食品中的成分會抑制PCR中酶的活性，在一定程度上降低了檢測的準確度。

(3)磁性熒光納米檢測法，將磁性納米顆粒和熒光納米顆粒通過預先設定好的方式相互結合，使其兼顧標記和富集的雙重功能，在相互作用下產生較強的熒光，以提供較好的磁響應性、耐光性和光信號等，但從目前在食源性致病微生物的檢測情況看，其應用范圍有限，且其準確度，靈敏度及安全性不能確定。

惡性腫瘤目前已成為世界上死亡率最高的重大疾病之一，而隨著腫瘤發病率的日趨升高，人們對惡性腫瘤的認識和研究不斷加深，90％以上腫瘤患者的死亡都是腫瘤轉移所致。腫瘤細胞自發或因診療操作從原發腫瘤部位脫落并進入血液形成循環腫瘤細胞(circulating tumor cells,CTCs)，CTCs是在血液循環系統中存活的腫瘤細胞，能夠表征腫瘤病灶的分子特征，并被認為是腫瘤血行轉移的主要途徑。血液循環系統中檢測到循環腫瘤細胞意味著癌癥和可能的癌轉移。因此，早期、高效和特異性的CTCs捕獲不僅是腫瘤的早期診斷的一個有力手段，同時通過釋放所獲CTCs并針對其生物學活性、分子與功能進行深入研究和分析，也有利于腫瘤轉移發生之前的風險評估和個性化治理方案的制定。