[发明专利]一种用于细胞三维富集的微流控芯片

说明书

技术领域

本发明涉及一种微流控芯片，具体涉及一种用于细胞三维富集的微流控芯片。

背景技术

在生物医学研究和临床诊断中，流动血细胞计数仪被广泛使用，并发挥了十分重要的作用。近年来，它成为临床诊断方面的一种主要方法，例如，CD₄⁺T淋巴细胞计数仪被广泛应用于血液中的HIV病毒的检测与诊断。当人体免疫缺陷病毒（HIV）进入人体后，会特异地攻击CD₄⁺T淋巴细胞并进行自身复制，引起血液中CD₄⁺T淋巴细胞功能的降低和数量的减少。淋巴细胞作为机体免疫应答功能的重要组成，被HIV病毒破坏后，将导致宿主免疫功能的不断削弱，从而在HIV病毒潜伏2～8年后因机会性感染而发病。CD₄⁺T淋巴细胞计数仪通过对血液中的CD₄⁺T淋巴细胞进行检测，从而为HIV疾病进展情况和高效抗逆转录病毒治疗临床疗效进行有效评估，为HIV疾病的诊断与治疗提供重要参考。此外，流动血细胞计数仪还被用于常规的血液检查。血液的主要功能中如物质运输和机体防御等都是由血液中的血细胞完成的。血液的运输功能主要靠红细胞完成，如从肺吸入的氧气及消化道吸收的营养物质都依靠血液运输才能到达全身各组织，同时组织代谢产生的二氧化碳与其他废物也依赖血液运输到肺、肾等处排泄，从而保持身体正常代谢的进行。血液对机体的防御功能表现为免疫和止血等。如血液中的白细胞可以杀死进入机体的病原体和自身异常细胞，从而发挥机体免疫能力；血小板在止血过程中起着重要作用，正常生理情况下，血小板有着相对稳定的数量。当血液中的血小板含量发生变化时，人体的血液止血和凝血功能将出现异常，严重时会危及病人的生命安全。通过检测血液中血小板的含量，对正确评估人体血液止血和凝血功能有着重要的意义。检测结果同时可以作为患者是否需要进行血小板输注的参考指标。因而使用流动血细胞计数仪对血液中血细胞等进行检测，便可以反映出人体的健康状况，从而为医疗保健和疾病预防提供重要的参考依据。在流动血细胞计数仪中，待检测细胞需要被三维地富集于检测区域的中心，而后穿过激光检测区域，进而可以得到待检细胞的类型、数量、大小等诸多信息。流动血细胞计数仪中的一个重要的细胞富集部分是共轴环形流道，通过周向剪切流体的作用将待测细胞三维地富集在通道中心并紧密地排列成一束，从而避免了待测细胞在激光检测区的漏检。然而，传统的流动血细胞计数仪中细胞的三维富集具有以下缺点：1）需要昂贵的辅助仪器，从而导致流动血细胞计数仪整体成本升高，极大地限制了其在生物医学、临床诊断等领域中的应用；2）共轴环形流道及辅助仪器体积大，造成传统血细胞计数仪不便于携带，因而不能被方便地应用于现场急救、家庭医疗及个人保健等方面，对商品化的市场推广带来困难；3）细胞三维富集结构复杂，安装繁琐，维修与保养费用较高，增加了后期使用的成本。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于细胞三维富集的微流控芯片，其能够作为血液检测的预处理手段，取代传统流动血细胞计数仪中结构复杂的细胞富集器件，并可与光学检测手段相结合，对血液样本进行精确地检测，具有成本低、体积小、结构简单，操作容易等特点，为公共医疗健康和生物医学研究等领域提供便利。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于细胞三维富集的微流控芯片，所述微流控芯片由盖片层8和粘合于盖片层8下的载片7组成；在所述盖片层8内设有微通道，所述微通道包括使细胞在竖直方向上富集的弯曲通道3、和弯曲通道3连通的使细胞在水平方向富集的对称尖角结构通道4、和对称尖角结构通道4连通的光学检测区5、以及和光学检测区5连通的排液区6，还包括和弯曲通道3入口连通的细胞样本液加液区2和缓冲液加液区1，所述细胞样本液加液区2连通于弯曲通道3的内壁，所述缓冲液加液区1连通于弯曲通道3的外壁；所述对称尖角结构通道4由多个相间分布的扩张段和对称尖角结构组成；所述缓冲液加液区1和细胞样本液加液区2的入口以及排液区6为在盖片层8上开设的通孔，所述微通道为在盖片层8上开设的盲道，底部和载片7表面相通。

所述弯曲通道3为1/4圆弧，其宽度为100μm,平均半径为250μm。

所述对称尖角结构通道4由30组对称尖角结构和扩张段组成。

所述对称尖角结构的尖角为45度，对称尖角入口宽度为40μm，所述扩张段的宽度为300μm，长度为200μm。