[发明专利]一种用于分离肠癌循环肿瘤细胞的微流控芯片及其应用

说明书

本发明公开了一种用于分离肠癌循环肿瘤细胞的微流控芯片，该芯片包括六道双螺旋结构相连的微流控分选通道组成，包括一个细胞进入通道和三个细胞流出通道。本发明提供了一种双螺旋通道结构的微流控芯片，利用惯性力和迪恩曳力实现了对肿瘤细胞的路径控制，从而达到CTC的分选目的，具有不依赖于抗原抗体反应，可对间质型表皮细胞进行分选的优势，具有高灵敏度，高特异度，高效率及操作简易的特点。

技术领域

本发明涉及一种微流控芯片，尤其涉及一种用于分离肠癌循环肿瘤细胞的微流控芯片及其应用。

背景技术

目前，在生物医学等领域，经常需要从较为复杂的样品中，分选出特定的目标细胞。如检测、分选并计数癌症患者血液中的循环肿瘤细胞(CTC，circulating tumor cell)的个数在在癌症诊断与治疗中显得愈发重要。目前CTC检测技术鱼龙混杂，总体上就是利用和不利用标记物两大类，基于标记物捕获的通常包括抗体包被磁珠为基础的阳性富集法和阴性富集法。此类属于第一代CTC捕获技术，代表为强生的Cell search系统。但其技术缺陷在于抗体捕获仅局限于对特异表达EpCAM上皮抗原的上皮来源CTC的捕获，并且无法实现活细胞捕获进行后续基因检测。阴性富集法通过CD45磁珠反向去除外周血中白细胞，该方法无法对大体积样本中的微量CTC进行富集检测，以及存在磁珠的非特异性吸附问题。第一代技术过滤膜法只能捕获大粒径肿瘤细胞，漏检小粒径肿瘤细胞，而且捕获的细胞没有细胞活性，只能用于细胞计数、形态学、以及FISH检测。

微流控芯片被喻为21世纪生命科学的支撑技术，是便携式生化分析仪器的技术核心。该技术是通过构建微尺度的通道，将生物和化学等领域所涉及的样品制备、生物与化学反应分离与检测等基本操作单元集成到一块几平方厘米的芯片上，用以完成不同的生物或化学反应过程，能够在短时间内分析大量的生物分子，准确获取样品中的大量信息，信息量是传统检测手段的成百上千倍。

肠癌原发肿瘤诊断之前，其侵袭、转移和播散的过程已经开始。CTC在肠癌早期转移的形成中具有核心作用。在微流控芯片上对血液样品中的循环肿瘤细胞进行分选已有一些研究的报道，如利用介电泳、流体动力、基于免疫磁珠和荧光分选法等。但该方法都存在不同程度的不足，如直流介电泳的方法需要施加较高的电场强度，极容易造成细胞裂解；基于免疫磁珠分离方法虽然提高了对特定抗原表达肿瘤细胞分离效率，但仍然局限于对肿瘤细胞抗原表位的识别，而循环肿瘤细胞异质性决定了采用单一抗体或几种抗体进行基于抗原识别的捕获方法，都存在对非抗原表达CTC的漏检问题。而荧光分选的方法需要对细胞进行荧光标记，并且需要搭建复杂的光学检测系统。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种用于分离肠癌循环肿瘤细胞的微流控芯片，具有高灵敏度，高特异度，高效率及操作简易的特点。

本发明的目的之二在于提供了上述用于分离肠癌循环肿瘤细胞的微流控芯片的应用。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种用于分离肠癌循环肿瘤细胞的微流控芯片，该芯片包括六道双螺旋结构相连的微流控分选通道组成，包括一个细胞进入通道和三个细胞流出通道。

进一步地，所述芯片的长、宽均为45000μm，厚度为4000μm。

进一步地，所述分选通道的半径为9350μm，内径为300μm。

进一步地，细胞流入口及流出口内径均为1000μm，每个通道宽300μm，高40μm。

进一步地，相邻两个螺旋通道之间的距离为450μm。通道全长为334mm。

进一步地，三个流出通道的内径分别为56μm、76μm、155μm。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

上述用于分离肠癌循环肿瘤细胞的微流控芯片的应用，包括以下步骤：