[發明專利]外泌體分離微流控芯片及其方法

在審

• 申請號: 202010130958.8
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111304054A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 張勇;鄧昆
• 申請（專利權）人: 重慶醫科大學附屬第三醫院（捷爾醫院）
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12N5/09;B01L3/00;G01N33/574
• 代理公司: 重慶航圖知識產權代理事務所(普通合伙) 50247
• 代理人: 王貴君

本發明公開了外泌體分離微流控芯片及其方法，芯片包括多個交錯人字型微混合器，每個SHM的人字形凹槽呈周期性地交錯排列，使用該結構在標本通過時形成各向異性流，最后形成微渦流，使外泌體與抗體充分結合，克服常規微流控芯片平滑通道因混合不均致反應不完全的弊端。可通過靶向外泌體膜表面的生物標記物，直接將外泌體從血漿中分離出來。與超速離心法相比，該方法具有更高的特異性，操作簡單，需要較小的樣品量即可檢測，對臨床腫瘤早期診斷具有重要意義。

技術領域

本發明涉及醫學診斷儀器，具體涉及外泌體分離微流控芯片，還涉及利用外泌體分離微流控芯片捕獲外泌體的方法。

背景技術

外泌體(Exosomes)是一種脂質膜包裹的納米顆粒(30-150nm)，由各種類型的細胞(正常細胞和異常細胞)通過內溶酶體途徑分泌到細胞外環境。外泌體內部攜帶了大量來自親代細胞的生物信息，例如蛋白質、miRNA、mRNA等，能反應親代細胞的代謝狀態和病理狀態。同時外泌體在循環體液中含量豐富，在血液中的濃度(10⁸-10¹⁰顆粒/mL)明顯高于循環腫瘤細胞CTCs(1-100細胞/mL)。因此腫瘤細胞來源的外泌體能反應腫瘤的狀態，是理想的腫瘤生物標志物。

然而外泌體在臨床中并未廣泛使用，最主要的原因是外泌體尺寸小，現有技術難以將其從復雜的體液環境內分離出來。目前外泌體的分離主要依賴于超高速離心法，但是這種方法步驟繁瑣，耗時長(10h)，儀器昂貴，不能將外泌體和其它囊泡或大分子蛋白區分開來。此外市場上常見的外泌體分離試劑盒利用聚合物分離外泌體，但沉淀外泌體的同時會沉淀出大量的雜蛋白，給后續檢測結果帶來假陽性的結果。微流控芯片的技術進展為外泌體的分離提供了可能性，然而傳統的芯片通道多為平滑的S形通道，不利于流體在通道里的混合，也不利于流體中的細胞、蛋白和外泌體與通道中的抗體結合。

因此，急需一種特異性分離外泌體的芯片，高通量、體積小和操作簡單，為腫瘤早期及伴隨診斷提供工具。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的之一在于提供一種外泌體分離微流控芯片；本發明的目的之二在于提供利用所述外泌體分離微流控芯片捕獲外泌體的方法。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

1、外泌體分離微流控芯片，所述芯片包括多個交錯人字型微混合器，每個SHM的人字形凹槽呈周期性地交錯排列。

優選的，所述人字型微混合器每個循環周期由十個人字形的不對稱連續區域組成。

優選的，所述交錯人字型微混合器組成八個單獨的人字形微通道，八個人字形微通道通過集管與入口連接。

優選的，通道的總高度(h)50μm，凹槽的高度與通道的高度(α)的比率設定為0.8；V字形和通道軸的夾角(θ)為45°，主波矢量q＝2π/100μm。

2、利用所述外泌體分離微流控芯片捕獲外泌體的方法，包括如下步驟：在芯片通道內包被捕獲抗體，加入體液樣本，用pH為2.8～8.5的甘氨酸-HCl緩沖液洗脫，收集洗脫液。

優選的，所述洗脫的緩沖液流速為80μl/min。

優選的，所述捕獲抗體的濃度為5～20μg/ml。

優選的，所述外泌體胰腺癌血漿外泌體，包被抗體為GPC1抗體。

本發明的有益效果在于：本發明通過設計人字形微流控芯片，當標本通過時形成各向異性流，最后形成微渦流，使外泌體與抗體充分結合，克服常規微流控芯片平滑通道因混合不均致反應不完全的弊端，用此平臺靶向外泌體膜表面的生物標記物GPC1，直接將外泌體從血漿中分離出來。與標準的外泌體分離方法(超速離心法)相比，本發明的裝置顯示出更高的特異性(4倍的差異)和相對簡潔的步驟(捕獲和釋放20分鐘)，并且需要較小的樣品量 (200μl)即可檢測到pc患者和健康人的GPC1外泌體含量的差異。