[发明专利]一种颗粒物检测装置及检测方法

说明书

本发明涉及一种利用电阻抗测量检测颗粒物的装置和方法，特别涉及一种改进的电阻抗测量微流控芯片和改进的颗粒物检测方法。通过本发明的装置和方法，能够对不同颗粒物实现准确的区分检测和计数。

技术领域

本发明涉及一种利用电阻抗测量检测颗粒物的装置和方法，特别涉及一种改进的电阻抗测量微流控芯片和改进的颗粒物检测方法。

背景技术

电阻抗测量技术，大多经由微流控芯片或电场聚焦使颗粒物呈现单一粒子流并通过测量电极，随后基于颗粒物对测量电压或电流产生的阻碍和抵抗作用进行颗粒物检测及计数。但是在实际检测样本(比如血液)时，由于目标颗粒物(如循环肿瘤细胞，CTC)与非目标颗粒物如血细胞(特别是巨噬细胞、单核细胞等白细胞)的尺寸相当，所产生的电阻抗信号相当接近，仅依据电阻抗信号很难将不同的颗粒物进行区分。因此通常需要对目标颗粒物如细胞进行荧光染色或采用检测抗体等额外的细胞标记手段，才能够对目标颗粒物加以区分，但同时也增加了额外的步骤和成本，因此本领域迫切需要一种无需添加标记的能够区分不同种类颗粒物的电阻抗检测技术。

发明内容

发明人通过对微流控芯片技术的长期研究，发现使用鞘液包裹目标样品流可以使颗粒流在水平方向产生聚焦效果，但是垂直方向并未受到有效地约束，这将会导致一部分颗粒在垂直方向的分布不均匀，当颗粒通过测量电极时，会导致检测电极对同一种颗粒所产生的检测信号不够稳定，并且弱化不同颗粒之间检测信号的差异，从而导致仅基于检测信号的峰值的检测结果置信度较差。

发明人发现，通过改造鞘液通道与样品通道汇合处的结构，设置鞘液通道的高度大于鞘液进入主通道的高度，从而形成了一个台阶状 (stepped)的设计，使得鞘液在进入汇合处时，形成了具有除了水平方向外，还具有垂直于芯片表面的方向流动的鞘液流，与样品通道汇合后，就可以对水平方向流动的样品流，同时产生水平方向和垂直方向的压力，形成了一个三维的聚焦效果。这种三维的聚焦效果不但使颗粒在水平方向聚焦，而且在垂直方向更靠近主通道的下部或者上部，进而更接近电阻抗检测电极，使得检测到的信号比仅经过水平聚焦的样本要更加稳定。

进一步的，在对电阻抗检测电极产生的信号进行分析时，发明人还意外的发现，如果使用颗粒的电阻和电容的比值，即R/X_C值，将会实现更好的区分度，从而更有效的实现目标颗粒的检测。

在一个方面中，本发明涉及一种检测颗粒物的微流控芯片，其包括进样部、主通道(4)和电阻抗检测部。

在一个实施方式中，其中所述进样部包括1个或更多个样品通道(1)，以及1个或更多个鞘液通道(2)，例如1、2或3个样品通道和1、2、3、 4、5或6个鞘液通道，更例如1个样品通道和2个鞘液通道，所述1个或更多个样品通道(1)与所述1个或更多个鞘液通道(2)在一端汇合，形成汇合腔(3)，并与主通道(4)连接，从而使样品流与鞘液流汇聚后注入主通道(4)；

所述电阻抗检测部包括在主通道(4)上部或下部设置的电阻抗检测电极(5)，能够响应于流经主通道(4)的颗粒物并产生电阻抗检测信号。

在另一个实施方式中，其中在所述汇合腔(3)与主通道连接处，所述汇合腔(3)的高度高于主通道(4)的高度，从而使鞘液由鞘液通道(2) 经汇合腔(3)流入主通道(4)时，产生垂直于芯片表面方向的流动。

在另一个实施方式中，其中所述汇合腔(3)的顶面高于主通道(4) 的顶面，从而使鞘液由鞘液通道(2)经汇合腔(3)流入主通道(4)时，产生向下的流动。

在另一个实施方式中，其中所述汇合腔(3)的底面低于主通道(4) 的底面，从而使鞘液由鞘液通道经汇合腔(3)流入主通道(4)时，产生向上的流动。

在另一个实施方式中，其中所述鞘液通道(2)的高度与汇合腔(3) 的高度基本相同或稍高于汇合腔(3)的高度。