[发明专利]微流控芯片和细胞筛选方法

说明书

发明属于微流控技术领域，具体涉及一种微流控芯片和细胞筛选方法。所示微流控芯片，包括基底和位于所述基底内的微流体通道，所述微流体通道终端设置有样品入口和样品出口，所述微流体通道内设置有捕获单元阵列，所述捕获单元阵列包括多个空间物理捕获单元，所述空间物理捕获单元包括位于所述微流体通道内壁上的相邻两微柱和所述相邻两微柱之间的捕获空间；其中，所述相邻两微柱的高度小于所述目标物的尺寸；当含有所述目标物的样品溶液从所述样品入口注入并从所述样品出口流出时，所述样品溶液中的目标物因物理空间结构而嵌入所述捕获空间中。

技术领域

本发明涉及细胞分析技术领域，具体涉及一种微流控芯片和细胞筛选方法。

背景技术

分子生物学和临床研究表明，部分诊断为早期的癌症实际上已有远处转移，即肿瘤微转移，而常规影像学、组织学或细胞学方法难以发现。肿瘤微转移可通过血行及淋巴途径在全身组织和器官中形成微小转移病灶，而淋巴结转移发展最终也要进入血液循环中形成循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cells，CTCs)，导致原发肿瘤转移的全身化倾向。CTCs的检测有助于早期发现肿瘤微转移、监测术后复发、评估疗效及预后或选择合适的个体化治疗。

目前，在乳腺癌中，人们已经积累了已经有关于CTCs作为预后标记的证据。不仅对乳腺癌，循环肿瘤细胞的发现与检测也与其他不同癌症的肿瘤转移和发展有关，包括前列腺癌、肺癌和结直肠癌。目前CTCs用于治疗决策的临床效用正在被评估。在过去的几年里，CTCs作为一种实时液体活检的检测对象，受到了临床研究的广泛关注。然而，在癌症患者的体内，循环肿瘤细胞在外周血中浓度非常低，通常每1mL血液中低至1-10个癌细胞。从血液样本中准确地捕获到所需的癌细胞，是目前CTCs临床研究的一个技术瓶颈。

而最近的研究表明，在癌症病人体内，不仅仅存在着循环肿瘤细胞，还存在有循环肿瘤细胞团或循环肿瘤细胞簇(CTC clusters)。CTC clusters由多个 CTCs、白细胞以及其他与癌细胞相关的其他细胞组成，大小不一。科学研究发现，与CTCs相比，CTC clusters显示出更高的转移能力，且进一步显示与预后不良有关。比如在肺癌中，CTC clusters与预后不良有关。

肿瘤细胞可以在原发性肿瘤生长的早期阶段进入血液，而这些所谓的循环肿瘤细胞可能会引起肿瘤的远端转移。因此，检测CTC的存在，可以为恶性转变的存在提供一个很好的指示。CTC的分离和分析，对于进一步了解它们的性质，它们引发肿瘤转移的能力，以及对下一代癌症治疗的有效发展有重要意义。原发性肿瘤通常通过非侵入性的成像技术，如传统的放射学(x射线)、磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(CT)和超声，或带有侵入性活组织检查的方法，在出现临床症状的阶段被检测出来。例如，从原发性肿瘤中脱落的细胞可以在骨髓中积累，因此需要进行侵入式的肿瘤活组织检查，以观察它们的存在，并监测治疗的效果。CTC检测技术可以通过简单的抽取外周血样本进行检测，帮助替代侵入性活组织检查，也可以称为液体活检。

目前，CTC检测方法并没有被临床医生用来作为治疗决策，主要是因为基于CTC的治疗方法尚且缺乏随机数据来显示预后的改善。正如美国食品药品管理局(FDA)最近发表的指导方针所强调的那样，CTC检测系统的分析有效性对于其临床接受度是至关重要的。到目前为止，FDA唯一批准的CTC检测仪器是Cellsearch^TM系统，该系统是基于对EpCAM阳性细胞的免疫磁珠检测。 CTC的有效分析中最具挑战性的部分是细胞捕获设计，因为这些细胞极低的丰度或罕见性。举例来说，在人体血液中，通常每毫升血液中含有10⁹个红细胞和10⁶个白细胞，而每毫升血液中含有0-10个CTC是具有非常重要的临床意义的。