[发明专利]一种单细胞分选芯片及其制造方法以及单细胞分选方法

说明书

本发明提供了一种单细胞分选芯片，包括自上而下依次贴合的一上层芯片和一玻璃片；上层芯片的下表面为其结构面，其上刻蚀有一主通道，主通道包含多个U型部，每个U型部的两个直段之间均刻蚀有一捕获通道，每个捕获通道的中央均通过一释放通道与刻蚀于该结构面上的释放微阀相连，捕获通道的尺寸设置为使捕获通道的流阻小于主通道的流阻。本发明还提供了其制造方法以及一种单细胞分选方法。本发明的单细胞分选芯片基于捕获通道的流阻差异分布和尺寸束缚以及释放微阀的设置，分别实现了单个细胞的捕获以及通过按压释放微阀实现对目的细胞进行有选择地释放，提高了细胞分选的捕获率和选择性；其功能单元可以设计多种尺寸来满足不同细胞分选的需求。

技术领域

本发明属于生物传感器领域，特别涉及一种单细胞分选芯片及其制造方法以及单细胞分选方法。

背景技术

我国肺癌的发病率和死亡率均居恶性肿瘤之首，已成为世界第一肺癌大国。统计显示我国肺癌早期诊断率较低患者5年的生存率仅为10％，70～90％的癌症病人在5年内死于肿瘤的转移和复发。经过长期研究，人们发现循环肿瘤细胞(CTC)在肿瘤转移的过程中发挥着重要的作用。CTC的检测分析可以实现癌症的早期诊断，提高5年内的生存率，并可用于疗效评估和复发转移的监测，同时在预后评价和个体化治疗方面也具有重要的意义。

目前已有多种方法用于CTC的富集和回收。其中，一种方法基于免疫捕获，该方法需要联合多种肿瘤标记物来提高捕获率，减少异质性CTC的损失；另一种方法基于物理分离，该方法无需额外的标记，操作简单，但特异性较差，无法筛除与CTC有相同物理特性的白细胞，具有较高的假阳性。大多数的富集回收方法均是基于整体分析，不具有选择性，导致得到的CTC纯度较差。

而基于单细胞水平的富集方法则能够最大限度地提高CTC的纯度，提高后续研究的准确性，同时也为单细胞分析提供了技术基础。已有的单细胞水平的富集方法，比如显微操作法和激光切割法，存在着操作复杂和仪器昂贵的缺点。目前亟需一种易操作、低成本且选择性高的单细胞富集方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单细胞分选芯片，以高捕获率、高选择性地实现单细胞分选。

为了实现上述目的，本发明提供了一种单细胞分选芯片，包括自上而下依次贴合的一上层芯片和一玻璃片；所述上层芯片的下表面为上层芯片的结构面，其上刻蚀有一主通道，主通道包含多个相互连通的U型部，每个U型部的两个直段之间均刻蚀有一捕获通道，每个捕获通道均通过一释放通道与一刻蚀于该上层芯片的结构面上的释放微阀相连，所述捕获通道的尺寸设置为使捕获通道的流阻小于所述主通道的流阻。

该捕获通道的与主通道的相交处的尺寸设计为仅能容纳单个细胞。

所述上层芯片上还设有贯通的第一进样口、第二进样口、第一出样口和第二出样口，且所述上层芯片的结构面上还刻蚀有连接所述两个进样口的进样通道，以及连接两个出样口的两个出样通道，且所述进样通道和出样通道分别与主通道的两端相连。

所述上层芯片和玻璃片之间设有一下层芯片，该下层芯片的下表面为下层芯片的结构面，其上刻蚀有4个挤压通道，其分别对应于进样通道或出样通道的下方并与之垂直。

所述每个挤压通道的一端设有贯通该上层芯片和下层芯片且与该挤压通道连通的流控微阀。

所述上层芯片和下层芯片的材质为PDMS。