[发明专利]功能化微球结合过滤芯片捕获循环肿瘤细胞的装置及其应用

说明书

本发明公开了一种功能化微球结合过滤芯片捕获循环肿瘤细胞的装置及其应用。包括微量注射泵、待分选富集的血液样品和过滤芯片，过滤芯片由第一圆弧形通道和第二圆弧形通道组成；所述的圆弧形通道内设置有栅栏结构；将纳米氧化锌修饰微球和处理后的血液进行混合，形成待分选富集的血液样品；过滤芯片的进样口连接微量注射泵；待分选富集的血液样品通过微量注射泵注入过滤芯片进样口，白细胞和其它杂质由于体积小会通过栅栏结构得到分离，循环肿瘤细胞被捕获。提供了用于液体活检的能化微球结合过滤芯片捕获循环肿瘤细胞的装置及其应用，基于循环肿瘤细胞的大小和循环肿瘤细胞的表面抗原整合，利用虚拟惯性力进行循环肿瘤细的捕获。

技术领域

本发明属于现代医学领域，具体涉及一种用于液体活检的能化微球结合过滤芯片捕获循环肿瘤细胞的装置及其应用。

背景技术

液体活检是现代医学领域越来越受重视的方向之一，相比较于组织活检，液体活检可以低创伤，高效率，准确的对肿瘤患者循环肿瘤细胞进行高效的分析。转移癌细胞即循环癌细胞(circulating tumor cells,CTCs)在癌症转移中起着关键的作用。循环肿瘤细胞的异质性特征导致组织活检不可能对肿瘤细胞进行可靠的分析，另外组织活检可能提高肿瘤转移的风险，组织活检的滞后性也是极为不利的。

基于循环肿瘤细胞表面特异性抗体捕获循环肿瘤细胞，效率低，成本高，难以有效的临床推广和应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了用于液体活检的能化微球结合过滤芯片捕获循环肿瘤细胞的装置及其应用，基于循环肿瘤细胞的大小和循环肿瘤细胞的表面抗原整合进行循环肿瘤细的捕获。

本装置结合了功能化纳米微球和过滤芯片，纳米微球和循环肿瘤细胞抗原抗体特异性结合被捕获，通过过滤芯片被截流。

一种用于捕获循环肿瘤细胞的过滤芯片；所述的过滤芯片上设置有第一圆弧形通道和第二圆弧形通道；两级圆弧形通道连接构成S形通道，每级圆弧角度为90度；

所述的圆弧形通道内设置有栅栏结构；所述的栅栏结构设置在圆弧形通道内部，且平行于所述圆弧形通道通道；栅栏结构将圆弧形通道分割为液体流通区域和过滤后通道区域；所述的第一圆弧形通道底部的过滤后通道区域处设有第一出样口，所述的第二圆弧形通道底部的过滤后通道区域侧设有第二出样口，第二圆弧形通道底部的液体流通区域侧设有第三出样口；所述第一圆弧形通道的顶部液体流通区域侧设有进样口。

优选的，第一圆弧形通道内的栅栏结构由一排圆柱体和两排三角柱体平行并排排列组成，圆柱体与其中一排三角柱体间隔排列，另一排三角柱体位于圆柱体的过滤后通道区域侧，过滤通道最大间距10um，最小间距6um。

优选的，第二圆弧形通道内的栅栏结构由一排圆柱体，一排三角柱体和一排等腰梯形柱体组成，圆柱体和三角柱体间隔排列；等腰梯形柱体排列在圆柱体的过滤后通道区域侧，过滤通道最小间距为8um,最大间距为15微米。

优选的，所述圆弧通道的宽度为100μm

过滤芯片内部的微球和细胞均受到虚拟惯性力，在虚拟惯性力的液体作用下，循环肿瘤细胞和微球会在过滤栅栏处进行过滤，体积相对较大的循环肿瘤细胞和微球，微球-循环肿瘤细胞共聚体会被截留捕获。

所述的过滤芯片的制备方法可以为：

(1)设计通道模板样式，超声清洗低阻硅片，烘干后将硅表面氧化成二氧化硅氧化物；

(2)二氧化硅表面甩胶机涂胶；

(3)紫外光刻，RIE刻蚀二氧化硅，采用STS深硅刻蚀机干法刻蚀硅成芯片模板；

(4)超纯水清洗步骤(3)中所获得的刻蚀模板，使用聚二甲基硅氧烷固定形成芯片模板。