[发明专利]一种基于非接触式介电电泳力操控捕获微颗粒和细胞的微流控装置及方法

说明书

本发明提供一种基于非接触式介电电泳力操控捕获微颗粒和细胞的微流控装置，包括：依次连接的进样泵，微量注射器，微流控芯片，以及废液收集器；所述微流控芯片由玻璃基底层和聚二甲基硅氧烷芯片层贴合而成，其中，所述聚二甲基硅氧烷芯片层包括：样品进样口，样品进样通道；鞘流进样口，鞘流进样通道；分别独立成封闭环状的、布置于样品分离通道两侧的第一、第二液体电极沟道，以向其施加一个高频高压非均匀电场；目标产物收集通道和废液收集通道；以及出样口。本发明还提供一种基于非接触式介电电泳力操控捕获微颗粒和细胞的方法。根据本发明提供的装置和方法，具有分离效率高，操作简单，成本低，通量高的优点。

技术领域

本发明涉及生物检测领域，更具体地涉及一种基于非接触式介电电泳力操控捕获微颗粒和细胞的微流控装置及方法。

背景技术

目前癌症仍旧是全球死亡率极高的疾病之一。2008年，死于癌症的人群达到760万(占死亡总人数的13％)，而且到2030年可能会超过1300万。原发癌症的早期诊断和治疗以及转移癌症的有效治疗是对抗癌症的关键。

循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cells,CTCs)是一类来自原发肿瘤的，进入血液循环系统的肿瘤细胞。这类细胞可以通过血液循环系统进行转移，到达其他器官实现肿瘤的转移，所以CTCs与肿瘤的发生发展以及转移有着密切的关系。鉴于CTCs在肿瘤转移中起到的重要作用，我们可以通过检测CTCs的变化来实时监控肿瘤治疗的效果和复发。

正常人1mL外周血液中平均含有5×10¹⁰红细胞、7×10⁶白细胞和2.95×10⁶血小板。从成分如此复杂的血液中分析肿瘤细胞是一个巨大的挑战。如果能实现CTCs的分离和富集，就可以对CTCs的数目和分子特征进行分析，为肿瘤诊断分型和目标药物治疗提供依据。

CTCs的富集主要是根据目标细胞的特异的物理化学性质实现的。传统的富集方法有密度梯度离心法、膜过滤法、微流体芯片法和依赖于抗体的分离方法等。其中，美国FDA批准的商业化的CellSearchTM系统(Veridex LLC)就属于一种依赖于抗体的循环肿瘤细胞分离方法。该系统是利用抗体修饰的磁珠与上皮细胞表面表达的标志物，上皮细胞粘附分子(Epithelial cell adhesion molecule，EpCAM)特异性结合来富集CTCs。但是这种检测方法目前只应用于乳腺癌、结肠癌和前列腺癌中[Miller MC,Doyle GV,Terstappen LWSignificance of CirculatingTumor Cells Detected by the CellSearch System inPatients with MetastaticBreast Colorectal and Prostate Cancer.J Oncol,2010,617421]，在肺癌中的检测率却比较低。Tanaka等通过CellSearch系统检测125例肺癌患者，只在38例患者外周血中检测到CTCs(30.6％)[Tanaka F,Yoneda K,et al.Circulatingtumor cell as a diagnostic marker in primary lung cancer.J Clin Cancer Res,2009,15(22):6980-6986]。免疫磁珠检测方法的捕获效率主要依赖于CTCs标志物EpCAM，可是EpCAM抗原在不同类型的肿瘤中表达具有异质性，甚至在一些非表皮来源的肿瘤中表达是缺失的。所以这种检测方法存在检测灵敏度低，应用范围窄，成本高，耗费时间长等不足。