[發明專利]集成黏彈性和磁力的細胞多級分選微流控芯片

在審

• 申請號: 202010455322.0
• 申請日: 2020-05-26
• 公開（公告）號: CN111647499A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 項楠;王斯林;倪中華
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/42;B01L3/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 趙淑芳

本發明公開了一種集成黏彈性和磁力的細胞多級分選微流控芯片，自上而下包括上蓋板、界面黏彈性分選模塊、聚焦和磁力分選系統和下蓋板四部分。界面黏彈性分選模塊為相同的N層芯片結構，前端為雙入口，后端設有三個分支出口，上層各個出口均往下匯入底層，聚焦和磁力分選模塊設有黏彈性聚焦直流道，其前端連接界面黏彈性分選模塊底層中間出口，后端連接磁力分選流道。本發明利用黏彈性分選技術基于細胞尺寸分選，磁力分選技術基于細胞表面特異性表達進行分選，將主動分選與被動分選技術相結合，有效提高了稀有細胞分選精度，多層芯片垂直堆疊，具有更高的通量。

技術領域

本發明涉及微流控芯片，具體涉及一種集成黏彈性和磁力的細胞多級分選微流控芯片。

背景技術

循環腫瘤細胞是存在于外周血中的各類腫瘤細胞的統稱，在臨床上被認為是腫瘤發生轉移的早期征兆，檢測血液中循環腫瘤細胞的類型和數量變化的趨勢對癌癥病情的早期診斷具有重要意義。高效、準確地從血液中移除背景血細胞，并捕獲稀有循環腫瘤細胞則是后續對其檢測、分析的重要前提。微流控技術作為一種微納米尺度實現流體樣品或微納米粒子檢測分析、操控、合成等功能的新技術，得益于其體積小、耗樣量少及操控精度高等優點，在細胞分選應用方面潛力巨大。依據是否借助外力場，微流控細胞分選技術可大致分別被動分選技術和主動分選技術兩大類，其中被動技術包括微結構過濾、場流及水力分選、仿生分選、慣性分選、確定性側向位移分選、親和性分選等；而主動分選技術包括磁分選、聲分選、光分選、介電泳分選等。主動分選方法雖然具備較高的分選精度，但通常情況下通量極低，且生成外場需要昂貴的硬件設備，成本高昂且操作繁瑣。相比于主動分選技術，被動分選技術雖然在通量和結構設計上占據優勢，但其分選精度仍然有著較大的提升空間。各主、被動分選技術雖然在近些年都取得了長足的發展，但也在純度、回收率及通量三個重要指標上存在各自的不足。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種集成黏彈性和磁力的細胞多級分選微流控芯片，解決現有微流控芯片分選不能同時滿足純度和精度要求的問題。

技術方案：本發明所述的集成黏彈性和磁力的細胞多級分選微流控芯片，自上而下堆疊設置有上蓋板、界面粘彈性分選模塊、聚焦和磁力分選模塊，所述上蓋板設置有樣品入口和鞘液入口，所述界面粘彈性分選模塊連通樣品入口和鞘液入口，所述界面粘彈性分選模塊將樣品通過分叉流道分為兩個支路與鞘液交匯于主流道，所述主流道末端分裂成兩側分支流道和中路分支流道，兩側分支流道末端均設置有細胞出口，所述聚焦和磁力分選模塊右側設置有黏彈性聚焦直流道，所述黏彈性聚焦直流道一端連通中路分支流道，另一端連通磁力分選流道，所述磁力分選流道末端分裂為兩個分支流道，兩個分支流道末端均設置有細胞出口。

為提高通量，所述界面粘彈性分選模塊為多層結構，層數≥2。

為便于將經過界面粘彈性分選模塊處理的殘余細胞引到聚焦和磁力分選模塊，所述聚焦和磁力分選模塊左側與設置有與界面粘彈性分選模塊對應的相同結構。

為拉大了聚焦細胞束的間距，所述磁力分選流道與黏彈性聚焦直流道連接一端設置有過渡漸擴結構，為提供磁場力，所述磁力分選流道包括磁鐵，所述磁鐵設置在磁力分選流道上方。

為方便將處理后的細胞流出，還包括下蓋板，所述下蓋板設置在聚焦和磁力分選模塊下方，所述所述下蓋板設置有與界面粘彈性分選模塊細胞出口和磁力分選模塊細胞出口分別對應的細胞出口。

為適配上一級流道帶來的流量變化，提升聚焦效果，所述黏彈性聚焦直流道的高度與寬度比值為1/8～1/2。

為了制作簡易，所述上蓋板、界面粘彈性分選模塊、聚焦和磁力分選模塊及下蓋板均為聚合物薄膜材料制成。