[实用新型]用于微尺寸目标操控的混合动电微流控芯片装置

说明书

技术领域：

本实用新型涉及微尺寸目标动电操控，特别是一种用于操控微尺寸目标的混合动电微流控芯片装置。

背景技术：

对微尺寸目标的操控，尤其对生理体液中目标细胞的捕获、富集或分离等，无论对于疾病的早期诊断和治疗还是药物的设计和副作用控制都具有潜在的重要意义。例如从临床样品中(如血液、尿液等)直接捕获癌细胞的研究，因外周血中循环肿瘤细胞的数目较少，通常需要捕获或富集之后再做进一步分析。

目前采用直接法进行的研究中，大量研究报告是应用商用的CellSearch(Veridex,LLC)得出的，它是一种基于亲和性的循环肿瘤细胞富集平台，通过载有抗上皮细胞黏附分子(EpCAM)抗体的铁磁流体富集循环肿瘤细胞。CellSearch平台有5个明显的不足：1.仪器和试剂昂贵；2.样品处理耗时且操作复杂；3.样品固定于小试管中，妨碍循环肿瘤细胞的活体分析；4.依赖于EpCAM表达，可导致假阴性结果：即在上皮性肿瘤中EpCAM表达结果是可变的；5.由于良性上皮细胞表达EpCAM并被捕获，从而导致假阳性结果。最近，人们将基于EpCAM亲和性的循环肿瘤细胞富集方法与微流控芯片结合，开发出一类循环肿瘤细胞捕获芯片。尽管这种平台可以捕获活循环肿瘤细胞，但它的工作效率低(～1小时/样)，而且同样不可避免基于EpCAM方法的局限性。人们还报道了一种基于尺寸而不是基于EpCAM亲和性的循环肿瘤细胞捕获平台，它用聚对二甲苯基-C微孔膜作为过滤器，根据循环肿瘤细胞的尺寸区别于其他血细胞从而将其捕获。然而这种微孔过滤器有4个明显的缺点：1.它依赖于样品固定，妨碍对活循环肿瘤细胞的研究；2.固定的微孔阵列无法根据不同血样的密度和粘度实时调节，影响对不同样品的筛选；3.由于有部分大小相近的白细胞同时被捕获，造成多余背景，而使富集结果不理想；4.处理大量样品可能会造成堵塞，因此过滤前需要稀释或离心样品，以减少样品体积和细胞量，在DEP芯片上的研究主要集中在介电泳力对细胞的作用，例如，Becker等在旋转电场中测定了转移乳腺癌细胞的介电性，实现了血清中乳腺癌细胞的分离；Li和Doh等利用平行电极阵列，实现了活酵母菌与死酵母菌的分离；Cheung等设计了具有三维电极的介电电泳芯片，对经过不同处理的红细胞进行分离；徐溢等提出了一种二维电极结构的阵列式对电极DEP芯片，采用递进间距的对电极阵列，增大了正介电电泳力在管道中的有效作用范围，实现了对流动体系中细胞样品的分离和富集。但要发挥介电泳力的作用，要求实验在低电导率介质中进行。而存在循环肿瘤细胞的大多数生理体液(包括血液、白细胞液、尿液等)的电导率水平较高(～1S/m)，这就需要对样品进行预处理，调节电导率至较低水平(～0.01S/m)。这些方法的共同优点是无需对目标细胞进行表面免疫修饰和荧光标记；不足之处在于，一方面对样品的处理有可能造成目标细胞的损失或稀释，降低检测灵敏度；一方面难以发挥其它动电作用的特点，限制了方法的使用范围。

因此针对现有技术的不足，需要发明一种能够用于微尺寸目标操控的混合动电微流控芯片装置。

发明内容：

为了克服现有微尺寸目标分离装置的仪器和试剂昂贵、样品处理耗时且操作复杂等缺点，提高分离效率及实验重现性、简化仪器装置，本实用新型提供一种用于微尺寸目标操控的混合动电微流控芯片装置。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种用于微尺寸目标操控的混合动电微流控芯片装置，其特征是包括微流控芯片(1)、微量注射泵(2)、函数波形发生器(3)、显微镜(4)、CCD(5)、电脑(6)。其中，函数波形发生器(3)与微流控芯片(1)连接；微量注射泵(2)与微流控芯片(1)连接；微流控芯片(1)置于显微镜上(4)；显微镜与CCD(5)连接；CCD(5)与电脑(6)连接。

(1)微流控芯片(1)包括沉积好微电极的玻璃基片(101)和制备好微通道的PDMS基片(102)，进样口(103)、分流微通道(104～106)、进样微通道(110)和出样口(111～113)都在制备好微通道的PDMS基片(102)上，沉积好微电极的玻璃基片和制备好微通道的PDMS基片键合一体。

(2)函数波形发生器一端与微电极接触点(108)连接；另一端与微电极接触点(109)连接，电压范围2V～20V,频率范围100kHz～20MHz,偏压范围-1V～1V。

(3)微量注射泵(2)的流速为0.01μLmin^-1～1μLmin^-1，微量注射器通过橡胶软管与进样口(103)连接。