[發明專利]一種稀有細胞快速篩選微流控器件

有效

• 申請號: 202011306744.8
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112547145B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 陳云飛;田云;張艷
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01L3/00
• 分類號: B01L3/00;C12M1/00
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 郝雅潔

本發明提供了一種稀有細胞快速篩選微流控器件，包括微流控芯片，其結構包括螺旋微流道，其入口端與段蛇形微流道連接，出口端通過兩條支管分別形成內出口和外出口；螺旋微流道的橫截面兩側的高度不同：沿流動方向，靠近螺旋線中心的內側的高度低于遠離螺旋線中心的外側的高度；內出口、外出口分別對接于螺旋微流道的內外側；螺旋微流道內設有阻件，其結構包括貼合于螺旋微流道上下側面對應設置的凸臺，凸臺與螺旋微流道內、外側之間、以及上下兩側的凸臺之間均形成過流間隙；多個阻件沿流動方向間隔布置。螺旋微流道截面形狀促使產生較強的迪恩渦流，凸臺促使形成兩個新渦流，與迪恩渦流共同作用達到快速、高效篩選循環腫瘤細胞的目的。

技術領域

本發明涉及微流控分析檢測技術領域，特別是一種稀有細胞快速篩選微流控器件。

背景技術

循環腫瘤細胞(Circulating tumor cells，CTCs)是存在于外周血中各類腫瘤細胞的統稱，是在轉移性癌癥患者血液中發現的罕見細胞。它可用于非血液學癌癥的監測、鑒定和檢測，為癌癥的早期判定以及治療效果的評估提供了有力依據，對于攻克癌癥這道難關具有十分重要的意義。目前，對于循環腫瘤細胞檢測的難點在于，血液中循環腫瘤細胞的數量極低，一般來說，每毫升全血中約含有數十億的紅細胞，卻只有1-100個循環腫瘤細胞。因此，將循環腫瘤細胞從血液中篩選出來是一項十分具有挑戰的工作。

目前分選CTCs主要通過兩種方式，一種是基于生物特性差異，如特殊的標記物、抗體等等，另一種是基于CTCs的物理特性差異，比如大小、密度、磁性等等。其中被動式微流控芯片利用了不同細胞的物理特性差異，在不外加額外的場發生裝置的情況下，對細胞進行篩選。被動式微流控芯片不僅結構簡單，并且處理通量大的同時可以保證一定的精度，不會對細胞造成額外的損傷，成本較低。因此被動式微流控芯片具有廣闊的發展前景和應用價值。

被動式微流控芯片包括微結構過濾式、慣性遷移式、確定性側向位移式等等不同方式的芯片，其中以螺旋微流道為代表的慣性遷移式微流控芯片應用更為廣泛。不同大小的粒子在螺旋微流道內所受的慣性力大小不同，會在流道內聚焦在不同的位置，從而達到分選的目的。循環腫瘤細胞的大小大多在13-20μm之間，正常的血細胞大小在6-10μm之間，因此應用螺旋微流道可以達到篩選的目的。但是也存在一定的缺陷：傳統的螺旋微流道的橫截面多為矩形，對同一種細胞而言會存在多個聚焦位置，無法實現單位置聚焦，會對細胞的篩選帶來一定的干擾，不利于循環腫瘤細胞的快速、準確篩選。

發明內容

本發明的目的針對現有技術的缺陷，提供一種結構簡單、篩選通量大、效果好的被動式稀有細胞快速篩選微流控器件，可更加準確、高效地將循環腫瘤細胞從血液中篩選出來。

本發明采用的技術方案如下：

一種稀有細胞快速篩選微流控器件，包括微流控芯片，所述微流控芯片的結構包括螺旋微流道，其入口端與一段蛇形微流道連接，出口端通過兩條支管分別形成內出口和外出口；所述螺旋微流道的橫截面兩側的高度不同：沿流動方向，靠近螺旋線中心的內側的高度低于遠離螺旋線中心的外側的高度；所述內出口對接于所述螺旋微流道的內側，所述外出口對接于所述螺旋微流道的外側；所述螺旋微流道內設有阻件，所述阻件的結構包括貼合于所述螺旋微流道上下側面對應設置的凸臺，所述凸臺與螺旋微流道內、外側之間、以及上下兩側的凸臺之間均形成過流間隙；多個所述阻件沿流動方向間隔布置。

所述螺旋微流道的橫截面呈梯形。

同一所述阻件的上側凸臺截面呈梯形，下側凸臺截面呈矩形，使上側凸臺底面與下側凸臺頂面水平設置且相互平行。

同一所述阻件的兩個凸臺寬度相同。

多個所述阻件沿流動方向等間距布置。

所述蛇形微流道由若干小圓弧段和大圓弧段順次連接成，所述大圓弧段和小圓弧段反向彎曲，且半徑不同。