[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

说明书

本发明涉及分选富集数量极稀少循环肿瘤细胞的装置及其方法，包括微通道芯片，其中央为磁环，磁环外周为环形的微通道腔体；磁环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，微通道腔体处于磁环形成的磁场区，磁环底部设置有磁环托盘，磁环托盘通过中心轴传动方式实现圆周转动；微通道腔体具有始端和末端；始端分叉并设置有外侧入口和内侧入口，外侧入口导入细胞悬液，内侧入口导入缓冲液；末端分叉并设置有外侧出口和内侧出口，内侧出口导出免疫细胞‑人CD45抗体‑磁颗粒复合物，外侧出口导出循环肿瘤细胞。本发明可连续、高效的从癌症患者具有极高免疫细胞浓度背景的样本中分选、富集获取数量稀少的CTC细胞。

技术领域

本发明属于分子生物学领域，具体涉及一种分选富集数量极稀少循环肿瘤细胞的装置和方法。

背景技术

循环肿瘤细胞（Circulating tumor cell，CTC）是从肿瘤原发灶或转移灶脱落后进入外周血，并存在于血液循环系统中的肿瘤细胞。理论上，CTC可以存在于肿瘤发生与发展各个阶段，是真正“完整”的肿瘤液体活检标记物，对肿瘤早诊、转移与预后评估具有重要科学研究与临床应用价值。

如何从极其庞大的血细胞中尽可能分选富集更多的肿瘤细胞是CTC检测必需解决的首要难题。目前的CTC分选富集按原理可大体分为基于细胞物理特征差异和细胞表面特异抗原-抗体亲和反应两大类。受CTC具有含量稀少（每10毫升血液可能仅含有数个CTC，但却含有数亿血细胞）[2012, Sci Transl Med, 4(141): 113p-141p.]、抗原异质性高（CTC可以发生EMT转化，分化与去分化等作用）、非典型形态（CTC具有与传统组织病理概念典型肿瘤细胞不同的形态、大小）等生物学特征影响，使得现有基于细胞大小（膜过滤法[2018,Adv Drug Deliv Rev, 125: 3-20.; 2018, Adv Drug Deliv Rev, 125: 3-20.; 2017, JChromatogr A, 1162(2): 154-161.; 2000, Am J Pathol, 156(1): 57-63.]、侧向流动[2018，Biomed Microdevices, 20(2): 51.；2018，Biomicrofluidics, 12(3): 34105.;Nat Protoc, 9(3): 694-710.]、螺旋式[2008，Lab Chip, 8(11): 1906-1914.；2013，SciRep, 3: 1259.；2012，Anal Chem, 84(21): 9324-9331.；Analyst, 139(13): 3245-3255.;2016, Nat Protoc, 11(1): 134-148.]、微阵列芯片[2018，Adv Drug Deliv Rev,125: 78-93.；2009.J Chromatogr A, 1216(47): 8289-8295.；2007，Nature, 450(7173):1235-1239.；Nano Today, 8(4): 347-387.]，密度（2003，Recent Results Cancer Res,162: 149-155.），带电性[2014, Cancers (Basel), 6(1): 545-579.;2009,Electrophoresis, 30(8): 1388-1398.2000, Biochemistry (Mosc), 65(12): 1429-1434.; 1995,Proc Natl Acad Sci U S A, 92(3): 860-864.]等物理特征的物理分离方法和基于肿瘤细胞表面特异抗原-抗体亲和反应的分选技术[2018，Ann Oncol, 29(7):1598-1600.；2015, PLoS One, 10(12): e144535.；2014,Nat Protoc, 9(3): 694-710.;2012, Nature, 487(7408): 510-513.]很难从极高浓度背景的血细胞（数百亿）中分选出尺寸差异大，数量极为稀少、细胞分子标志差异化表达，以及细胞形态高度异质的循环肿瘤细胞。