[发明专利]肿瘤细胞检测仪

说明书

相关的申请参考

本申请的权利主张优先于以下专利：2011年5月递交的申请号为61/482,900,的美国专利,将其内容引入本发明以供参考。

背景技术

肿瘤是人体组织的异常生长，可以是癌（恶性）或非癌（良性）。肿瘤，特别是恶性肿瘤，对人类的健康幸福是一种严重威胁，肿瘤的早期检测是进行有效的治疗或治愈的关键。然而，用传统的肿瘤检测方法在有症状前检测癌症，或在肿瘤转移的早期检测癌症是一个巨大的挑战。例如，有40%的病人，利用传统方法不能确定是否需要更多的或增强的治疗。在癌症的治疗过程中，检测癌症任何早期传播迹象是非常重要的，可以用于评估治疗的有效性，进而决定是否需要、需要什么样的后续治疗。传统的癌症检测技术，如X射线成像和核磁共振（NMR）成像不能提供上述关键应用的可靠信息。

最近的研究和临床研究表明，癌细胞侵袭人体，可能会出现在肿瘤发展的早期。因此早期发现，早期全身治疗，将会降低癌症的死亡率。癌细胞从原发肿瘤到远处重要器官的转移是导致癌症死亡的首要原因。早期传播到淋巴结，骨髓或外周血中的肿瘤细胞被称为循环肿瘤细胞（CTC）。即使在切除原发肿瘤后，CTC可能仍然存在于病人的外周血中。

CTC对于转移的建立是非常关键的，对CTC的检测是用于评估特定肿瘤的侵略性及在远处器官生长的可能性的一种重要方法。对CTC特异敏感的检测可以用于确定癌症的发展状况、转移状态、存活的可能性及对治疗反应的评估。

随着近年来对CTC越来越多的研究，其重要性备受推崇。然而，CTC在血液中的存在量大约是十亿分之一到百亿分之一的水平。现有技术用于分离和识别CTC一方面需要大量人力并且价格昂贵，另一方面缺乏准确性和可靠性。这一过程包括密度梯度分离，免疫分离及密度梯度免疫分离，需要很大工作量来识别大量被人体过滤的细胞。

迫切需要一种方法以低成本、高灵敏度、高特异性、高效率、高便捷度、高速度进行早期CTC检测。

发明内容

本发明大体涉及一类检测肿瘤细胞的新颖方法和仪器，特别是循环肿瘤细胞（CTC），通过分析生物样品（例如，外周血样品或其他哺乳动物的体液样品），然后诊断癌症的发展或转移状况。这种方法或（仪器）可以和CTC建立通信，对CTC进行修改和纠正。本发明涉及一种新颖的微器件或者集成了微器件的仪器，它能够在体内或体外进行微观层面的生物学（例如血液或淋巴液等液体样品）、细胞学（例如血细胞或肿瘤细胞）诊断。由于集成了微器件，这个仪器的功能很强大。这种仪器使用最先进的微器件制造技术和新颖工艺，如集成电路制造工艺。本发明涉及的仪器带有多个能够检测多种生物学参数的微器件。这种CTC检测仪能够进行癌症早期检测，并且灵敏度高、特异性好、速度快、检测便捷（仪器尺寸小）、成本低。这种仪器可以用于以下癌症检测，前列腺癌，肺癌，结肠癌，乳腺癌，脑癌，颈癌，霍奇金淋巴瘤，非霍奇金淋巴瘤，肾癌，白血病，肝癌，卵巢癌，皮肤癌，睾丸癌，甲状腺癌，胰腺癌，子宫内膜癌，食道癌，子宫癌。

这种检测设备的关键在于一系列微器件以及能够使它们优于传统设备和技术的制备工艺技术，这些都大大提高了检测的灵敏度、特异性和速度。这种工艺技术包括但不限于机械，化工，化工机械，电化工机械，电子生物化学机械，集成电路和半导体制造工艺技术。关于这些应用技术的描述详见以下参考资料，R.Zaouk等人的《微流控技术》（2006，Humana出版社）中的微细加工技术；(Geschke,Klank&Telleman,eds.),John Wiley&Sons的《片上实验室微系统工程》第一版，2004。微型器件的功能至少包括传感，检测，测量，诊断，监测，分析。多个微器件可以集成为一个检测仪，进一步提高检测的灵敏度，特异性，速度和功能，能够测量相同的参数或一组不同的参数。

检测仪的可选器件包括对来自每个探针的信息进行处理，控制，加压，接收，放大，或存储的器件。这些器件可以是，例如，一个中央控制单元，其中包括控制电路，寻址单元，功放电路，逻辑处理电路，记忆单元，特殊应用芯片，信号发射器，信号接收器，传感器，微机电设备，一个多功能的设备，或具有手术，药物输送，清洗，或医疗功能的微型仪器。