[发明专利]一种稀有细胞检测芯片及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀有细胞检测芯片，适用于人体外周血液中循环肿瘤细胞及胎儿循环细胞的捕获及与之相关的体外早期诊断、辅助诊断、个体化治疗、化疗药物评估、肿瘤复发监测及药物开发等。

背景技术

癌症是当影响人类健康的头号大敌和最常见的致死因素。虽然人们对癌症的诊断和治疗已有大量的研究和实践，也发展了很多有效的技术和方法，但这些技术和方法对诊断和治疗两个方面的需求还有很大的不足。例如，我们还不能做到很好的早期诊断与化疗评估。目前常用的影像技术，包括超声（US）、计算机断层显像（CT）、核磁共振成像（MRI）和正电子发射计算机断层显像（PET）对直径小于2～3毫米的肿瘤难以确认，且在很多情况下对所观察到的肿瘤浸润能力不易判断。另外，影像技术所用射线对健康也有一定危害。目前常用的另一技术是对从活体组织上取下的病变组织进行组织切片分析。这种方法局限性在于难以确定肿瘤转移的发生，且该方法是侵入性的，有可能对肿瘤组织造成刺激从而促进肿瘤的转移，因而不能作为监测肿瘤进展、治疗效果或复发的常规方法。第三种是基于血液学的检查方法：当原发肿瘤和/或转移肿瘤释放抗原或其它与癌变相关的标志物在人体外周血液中可被检测出时，便提示了肿瘤的存在，但有些其它的原因如炎症等也可导致这些标志物的增加，所以不能确诊。另外，此类血液检查也不能对化疗疗效做出准确快速的判断。研究表明，人体外周血液中癌症细胞的数量、种类和特性可以作为癌症的重要标志物，如果能够快速捕获血液中的癌症细胞，就有希望在早期发现癌症并改变护理治疗。

目前人体外周血液中稀有细胞的捕获主要有两种方案，第一种方案是基于磁珠或固体表面与稀有细胞表面的特异标志物的相互作用来进行捕获的，其问题在于有一部分稀有细胞的表面可能没有这种特异标志物，所以不能保证捕获的高效益；第二种方案是采用特殊的微孔过滤装置将稀有细胞与其它细胞进行分离，这种方法方便可相当地保证捕获的高效益，但问题是目前所提出的方案选择性不高，及在所捕获细胞中除稀有细胞外还有大量的白血细胞。所以，如何同时提高稀有细胞捕获的效率和选择性是当前亟待解决的问题。另外，已报道的用于稀有细胞捕获的过滤装置功能单一，不利于进一步的细胞检测和相关的生物分析。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种稀有细胞检测芯片及其应用，它可用于稀有细胞的捕获、固定和染色，细胞的培养、成像和计数，细胞的驱化性及细胞凋亡的研究，也可用于人体外周血液中循环肿瘤细胞及胎儿循环细胞的捕获及与之相关的体外早期诊断、辅助诊断、个体化治疗、化疗药物评估、肿瘤复发监测及药物开发等。本发明解决了在稀有细胞捕获过程中选择性及灵敏度差的问题，能在短时间内实现高效和可靠地稀有细胞捕获和检测，同时芯片的制作工艺简单、集成化程度高、结构灵巧、操作简便、应用方便、可靠、且效率高。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种稀有细胞检测芯片，它包括一个基体和一个与基体平面吻合并密封粘合的基片，所述基体由上层、下层和集成在上层与下层之间的细胞筛选膜构成，所述上层的一端设置有上层样品入口，另一端设置有上层样品出口，上层样品入口通过上层样品输入通道与一带有上层缺口的上层环形通道相连，而该上层环形通道通过若干条呈辐射状设置的上层扩散通道与一上层圆形样品池相连，该上层圆形样品池通过上层样品输出通道与上层样品出口相连；同样，所述上层的一端和下层的一端设置有一个连通的下层样品入口，另一端设置有连通的下层样品出口，下层样品入口通过下层样品输入通道与一带有下层缺口的下层环形通道相连，而该下层环形通道通过若干条呈辐射状设置的下层扩散通道与一下层圆形样品池相连，该下层圆形样品池通过下层样品输出通道与下层样品出口相连。上层与下层的液体交换由分隔两层的细胞筛选膜来实现，当从上层样品入口输入时，样品通过上层环形通道及上层扩散通道进入上层圆形样品池。当从下层样品入口输入时，样品通过下层环形通道及下层扩散辐射状通道进入下层圆形样品池。通过调节上层样品入口和上层样品出口的压强及下层样品入口和下层样品出口的压强，可控制流体走向，即进入上层圆形样品池的样品可以从上层样品出口或下层样品出口输出，进入下层圆形样品池的样品可以从下层样品出口或上层样品出口输出。

进一步的技术方案是：

所述的稀有细胞检测芯片，其特征在于，下层的上部设有用于安置细胞筛选膜的圆形凹口。

所述的稀有细胞检测芯片，其特征在于，细胞筛选膜由固定环和封装在固定环上的微孔阵列滤膜构成，所述微孔阵列滤膜为呈密集分布和规则排列的锥形微孔阵列滤膜或双层微孔阵列滤膜。