[发明专利]一种柔性微孔膜及应用其制备的细胞分离装置

说明书

本发明涉及生物医药与先进制造技术领域，具体涉及一种柔性微孔膜及应用其制备的细胞分离装置；本发明所述柔性微孔膜包括微孔孔径≥15μm，孔隙率≥50％的工作区域，还包括支撑区域，所述支撑区域赋予工作区域刚性、硬度和机械强度，避免其发生变形；本发明还提供了一种细胞分离装置，所述细胞分离装置包括至少一个初级分离膜和至少一个末级分离膜，所述初级分离膜采用本发明所述的柔性微孔膜，所述初级分离膜用以分离复杂液体样品的大块背景成分和细胞成分，防止分离膜的堵塞，增加通量，所述末级分离膜孔径≤15μm，孔隙率≥25％，过滤截留液体样品后，初级分离膜和末级分离膜都可于显微镜下观察，增加目标物阳性检出率，实用性好。

技术领域

本发明涉及生物医药与先进制造技术领域，具体涉及一种柔性微孔膜及应用其制备的细胞分离装置。

背景技术

近年来，液体活检技术成为肿瘤细胞检测领域一个新兴的重要的方法。相对于普通的肿瘤细胞检测技术，液体活检技术不需要组织穿刺，减少创伤，通过收集血液、尿液、临床灌洗液等临床样品中的循环或脱落肿瘤细胞，经分离、俘获和检测即可检测肿瘤细胞，通过原位或是释放培养还可进一步放大目标细胞作为后续研究和测试的来源。由于这些临床样品通常包括血液、尿液、肺泡灌洗液、唾液、组织消化液、脑脊液或腹腔灌洗液，样品体积通量大，其中的循环或脱落肿瘤细胞含量极少，且含有复杂的组织成分、黏液和干扰细胞，而且循环或脱落肿瘤细胞分离后存活性差，导致液体活检技术中目标细胞的捕获率和检出阳性率低。

为了克服这个技术问题，在全血中俘获分离循环肿瘤细胞的诸多方法中，从流体力学的角度出发，公认最有望实现大体积通量的方法是微孔滤膜过滤，美国专利US7846393B2介绍了利用微孔滤膜俘获血液中循环肿瘤细胞的方法，但该专利微孔阵列滤膜的微孔间隙尺寸大，过滤过程中流体对细胞的剪切力大，导致细胞的活性差，而且微孔容易被组织成分堵塞，影响通量和检出阳性率。

中国专利CN107694347公开了一种微孔阵列滤膜，通过保形淀积聚对二甲苯的方式增加孔隙率和减小相邻微孔间隙尺寸的方式增加通量，减少组织成分和背景细胞的截留，以及增加循环肿瘤细胞的存活性，但是通过大量的临床样本试验，发现在面对复杂的临床样本，比如肺泡灌洗液、胸水或腹水，大块的组织成分和细胞成分都被截留下来，通量急剧变小，会发生堵塞，从而不能实现对于复杂样品的循环或脱落肿瘤细胞的检测。

临床常用纱布、钢丝网、尼龙网去分离这些大块的组织及黏液成分，然后再经阵列微孔滤膜作为次级分离膜截留分离，但是这种分离方法存在两方面的缺陷，一方面，纱布、钢丝网或尼龙网微孔孔径太大且均一性差，挡住的大块组织或黏液成分有限，次级的分离膜仍然有很大的概率发生堵塞，第二方面，大块的组织成分中有很大概率找到肿瘤细胞，而纱布、钢丝网或尼龙网的厚度很厚而且不平整，很难通过原位染色直接在镜下观察到捕获的目标细胞。

如果通过增大聚对二甲苯阵列微孔滤膜的孔径来分离大块的组织成分和细胞成分，并不改变其厚度及均一性以便于原位染色在镜下观察捕获的肿瘤细胞，例如使这种微孔阵列滤膜的微孔孔径≥15μm，由于孔隙率对于细胞的存活性有很大影响，当孔隙率≥50％时，微孔间隙足够小，满足这种微孔孔径和孔隙率的微孔阵列滤膜满足细胞分离过程的对细胞存活性的需求，但是其刚性和机械强度显著下降，柔性显著增加，导致微孔阵列膜变形、卷曲或褶皱，不能成型，实用性差。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中具有大孔径阵列微孔的滤膜柔性过大，不能成型，不具有实用性的技术缺陷，从而提供一种具有较大孔径高孔隙率微孔阵列的柔性微孔膜，通过增加支撑区域使之具有合适的刚性和机械强度，用以分离复杂临床液体样品中的大块及高粘度背景成分和细胞成分；

本发明要解决的技术问题还在于克服现有技术中使用微孔孔径≤15μm的微孔阵列滤膜检测复杂临床液体样品发生微孔堵塞的技术缺陷，从而提供了一种具有多级分离膜的细胞分离装置，经临床实际测试对复杂液体样品具有较高的通量且能增加目标物的检出率。