[发明专利]分选富集数量极稀少循环肿瘤细胞的装置和方法

权利要求书

1.分选富集数量极稀少循环肿瘤细胞的装置，其特征在于：

所述装置包括微通道芯片(1)，微通道芯片(1)包括中央的磁环(2)和磁环(2)外周环形的微通道腔体(15)；

磁环(2)由多个钕铁硼材质永磁立方体按海尔贝克阵列方式排列组成，磁环(2)底部设置有磁环托盘(12)，磁环托盘(12)通过中心轴传动方式实现圆周转动；

微通道腔体(15)具有始端和末端；始端分叉并设置有外侧入口(17)和内侧入口(18)，外侧入口(17)导入循环肿瘤细胞和免疫细胞(CD45+)-人CD45抗体-磁颗粒复合物的细胞悬液，内侧入口(18)导入PBS缓冲液；末端分叉并设置有外侧出口(20)和内侧出口(19)，内侧出口(19)导出免疫细胞(CD45+)-人CD45抗体-磁颗粒复合物，外侧出口(20)导出循环肿瘤细胞；

所述的磁环(2)的各个磁体的径向磁场相互迭加，构成磁环外侧强磁场强度的磁场，磁环(2)处于微通道腔体(15)的内侧同心圆之上。

2.根据权利要求1所述的分选富集数量极稀少循环肿瘤细胞的装置，其特征在于：

磁环(2)底部的磁环托盘(12)中心设置有轴承和传动轴(13)，传动轴(13)上设置有传动齿轮(3)，传动齿轮(3)与步进电机(4)的主动齿轮啮合，从而实现步进电机(4)对磁环托盘(12)转动的控制。

3.根据权利要求2所述的分选富集数量极稀少循环肿瘤细胞的装置，其特征在于：

微通道腔体(15)的外侧入口(17)和内侧入口(18)分别通过导管(7)连接注射器(9)；

注射器(9)安装于注射泵(5)，注射泵(5)通过螺纹转轴(10)由步进电动机(11)控制。

4.根据权利要求3所述的分选富集数量极稀少循环肿瘤细胞的装置，其特征在于：

微通道腔体(15)的外侧出口(20)和内侧出口(19)分别通过导管(7)连接收集管(6)。

5.根据权利要求4所述的分选富集数量极稀少循环肿瘤细胞的装置，其特征在于：

微通道芯片(1)中心具有上下贯通的圆形空腔(16)，磁环托盘(12)呈圆形并嵌于空腔(16)内。

6.根据权利要求5所述的分选富集数量极稀少循环肿瘤细胞的装置，其特征在于：

微通道芯片(1)中心的空腔(16)外周设置环形的微通道腔体(15)，微通道腔体(15)底部外低内高，形成自内向外的斜坡，最外侧为平面。

7.根据权利要求6所述的分选富集数量极稀少循环肿瘤细胞的装置，其特征在于：

收集管(6)为富集培养室(23)，富集培养室(23)分为由微孔膜(27)分隔的富集培养室上腔体(26)和富集培养室下腔体(28)，顶部设置有富集培养室入口通道(25)。

8.基于权利要求7所述装置的分选富集数量极稀少循环肿瘤细胞非诊断目的的方法，其特征在于：

由以下步骤实现：

1)将血液样本进行红细胞裂解，去除红细胞；

2)将去除了红细胞的样本与人CD45抗体-磁颗粒孵育；

3)将与人CD45抗抗体-磁颗粒孵育后的细胞悬液样本经微通道腔体(15)的外侧入口(17)导入微通道腔体(15)，同时内侧入口(18)导入缓冲液，分别由各自动力装置控制速度；

4)控制细胞悬液与缓冲液的导入速度，使细胞悬液起始时在微通道腔体(15)的外侧腔体内作惯性流动；

5)步进电机(4)带动磁环托盘(12)上的磁环(2)发生圆周运动，运动方向与微通道腔体(15)中的细胞悬液的惯性流动方向同向，步进电机(4)控制磁环(2)的圆周运动速度；

6)通过控制磁环(2)的圆周运动速度与微通道腔体(15)内的细胞悬液的流动速度，使细胞悬液中的免疫细胞(CD45+)-人CD45抗体-磁颗粒复合物在磁场的作用下逐渐进入微通道腔体(15)内侧腔体进行惯性流动；

7)微通道腔体(15)的另一端设置的外侧出口(20)和内侧出口(19)交叉处设置有显微镜观察区，可以实时观察微通道腔体(15)中细胞悬液流入外侧出口或内侧出口的状态；

8)通过控制微通道腔体(15)的另一端设置的外侧出口(20)与内侧出口(19)液体导出速度，使在微通道腔体(15)的外侧腔体作惯性流动的包含有CTC的细胞液由外侧出口(20)导出，使在微通道腔体(15)的内侧腔体作惯性流动的免疫细胞(CD45+)-人CD45抗体-磁颗粒复合物由内侧出口(19)导出；

9)由微通道腔体(15)的外侧出口(20)导出的包含CTC的细胞液经由导管(7)导入处于收集滤过液状态的富集培养室(23)的上腔体，包含了CTC的细胞被截留在上腔室底部设置的微孔膜(27)上，滤液进入下腔体；

10)样本完成分选后，富集培养室(23)转换为培养状态，导入细胞培养液放置于37℃，5％二氧化碳的细胞培养箱内培养。