[发明专利]微流控芯片、其制法及胎儿有核红细胞捕获与释放方法

说明书

本发明公开了一种微流控芯片，其包含：至少可使胎儿有核红细胞等靶标物质通过的微流道，以及，能与靶标物质特异性结合的捕捉物质；所述捕捉物质经连接臂固定于所述微流道内，所述连接臂包含至少一个可被光切割的位点，并且当其中一个以上可被光切割的位点被选定波长的光切割后，所述连接臂将完全断裂。本发明还公开了所述微流控芯片的制法及胎儿有核红细胞捕获与释放方法。籍由本发明的微流控芯片可以实现对胎儿有核红细胞等的特异性捕捉，实现胎儿有核红细胞的高效率和高纯度的分离，且捕获的胎儿有核红细胞还可通过光切割等方式在单细胞水平上选择性释放，利于后续分析。同时，本发明的微流控芯片制造成本低，工艺简单。

技术领域

本发明涉及一种微流控芯片、其制备方法及应用，尤其涉及一种可用于特异性捕获胎儿有核红细胞的微流控芯片及其制备方法，以及其在胎儿有核红细胞捕获和单细胞释放中的应用，属于分子细胞生物学检测技术领域。

背景技术

孕妇外周血中胎儿有核红细胞(fNRBC)是指通过胎盘屏障进入母亲体循环中的胎儿细胞。正常成人的外周血中不存在有核红细胞,因此在排除血液系统疾病后,孕妇外周血中发现的有核红细胞应来自胎儿。胎儿有核红细胞在孕期中持续存在于母血中，寿命一般小于90天，因此不受既往妊娠影响。同时胎儿有核红细胞可通过细胞表面的特殊抗原及血红蛋白反应进行鉴定，属于有核细胞，因而可提供高纯度和完整的胎儿基因组，是检查和分析胎儿遗传病的理想的遗传物质的来源。因此胎儿有核红细胞具有重大的生物学意义和临床价值，进而从血液中检测胎儿有核红细胞越来越引起人们的重视。但是，由于外周血中胎儿细胞数量稀少，每毫升孕妇外周血中仅有1-10个胎儿有核红细胞，而血中的其他细胞可达到10⁹个以上，其中有核细胞可达到10⁶个以上，同时白细胞直径约为7-20μm，有核红细胞直径约为10-20μm，且形态相差不大，因此在巨大的背景细胞干扰下，无法对如此微量的胎儿有核红细胞直接进行有效的检测和分析。

近年来，相关研发人员为了将胎儿有核红细胞有效的富集和分离出来进行胎儿遗传病检查，已陆续发展了包括密度梯度离心(density gradient centrifuge)、荧光激活流式细胞分离技术(FACS)以及磁性激活细胞分选(MACS)等方法。但这些方法普遍存在富集效率低、分离纯度不够、操作复杂和费用昂贵等问题，因而限制了其在临床上的广泛应用。

密度梯度离心法是利用细胞密度的差异分离孕妇外周血中的胎儿有核红细胞，如以聚蔗糖-泛影葡胺作为分离介质，用三重密度梯度离心法能把血细胞分为4层，其中第二层细胞中主要含有胎儿有核红细胞，但其所占比例较小；又如以Percoll作为分离介质，采用不连续密度梯度离心法对孕妇外周血离心，有核细胞层位于1.075～1.085g/ml。密度梯度离心法操作方法简便，适合推广到临床，但该层中仍有大量的母源细胞，因此一般需要结合其他方法进行进一步分离纯化。

荧光激活流式细胞分离技术是将通过特异性荧光抗体标记后的混合细胞样品流过毛细管，同时对单个细胞所发出的散射光和荧光等多种参数进行采样，将特定的细胞通过细胞分选器从其他细胞中分离出来。这种方法的富集分离纯度相对密度梯度离心法高，但使用的设备价格昂贵，操作步骤较复杂，需专业人员进行，而且细胞用量大，难以在实验室和医院推广普及。

磁性激活细胞分选技术是用标记了磁性颗粒的单克隆抗体与特定细胞表面的抗原反应后，在外加磁场的作用下，可将样品中结合了磁性颗粒的细胞与其它不带磁性颗粒的细胞分开，以达到分离纯化的目的。

无论荧光激活流式细胞分离技术还是磁性激活细胞分选技术都需要首先利用特异性抗体识别特定细胞表面的抗原，然后再进行筛选。而利用荧光抗体或者磁性颗粒标记的抗体在巨大的背景细胞下，结合数量稀少和浓度极低的胎儿有核红细胞无异于大海捞针，效率低下。