[发明专利]一种富集捕获不同规格尺寸靶标细胞的微流控芯片

说明书

一种富集捕获不同规格尺寸靶标细胞的微流控芯片，由芯片主体和底片连接构成，芯片主体中的芯片腔室设有样本入口、进样隔离柱、富集筛选区、捕获区、非靶标细胞废液出口和靶标细胞废液出口；待处理的血液样本从样本入口进入芯片腔室，血液样本经进样隔离柱一分为二进入富集筛选区，富集筛选区将大于临界分离直径的靶标细胞的细胞团、细胞簇和单细胞依次富集筛选出来，成为靶标细胞液，剩余血细胞液从非靶标细胞废液出口排出芯片腔室；靶标细胞液进入捕获区，捕获区将靶标细胞捕获，剩余细胞液从靶标细胞废液出口排出芯片腔室；本发明贴合现实应用，同时能够实现高捕获率、高纯度和高通量，提升现有微流控芯片中的性能。

技术领域

本发明涉及生物医学微流控芯片技术领域，特别涉及一种富集捕获不同规格尺寸靶标细胞的微流控芯片。

背景技术

循环肿瘤细胞的概念早在1869年由澳大利亚学者Ashworth提出，是游离于血液循环系统中的肿瘤细胞，被认为是肿瘤发生转移的必要前提，也是肿瘤患者术后复发的重要诱因，同时还是激发癌症致死机制的重要因素。因此，早期检测循环肿瘤细胞有着重要的临床意义。

据报道，在转移性乳腺癌的小鼠肿瘤模型中，循环肿瘤细胞的粘附团体较少(小于5％)，却有着高比例的转移能力，同时对乳腺癌患者的临床研究中发现，在外周血中发现循环肿瘤细胞粘附团体的患者，往往无进展生存期更短。因此，对循环肿瘤细胞的粘附团体进行研究就显得尤为重要。

然而目前所存在的技术中，作用对象多为单个循环肿瘤细胞，富集捕获后的细胞未分类，无法实现针对性的下游分析；同时，易导致其他尺寸循环肿瘤细胞的丢失，芯片捕获效率低、纯度低，不便于后续的应用推广。

中国专利CN108671971A公开了一种分离循环肿瘤细胞及团簇的微流控装置，该装置能够将循环肿瘤细胞阴性分离。但是，该装置分离条件单一，针对不同规格尺寸循环肿瘤细胞，没有设置不同的分离条件，所分离的细胞无实质性尺寸的不同；同时该装置需对样本进行前处理，分离过程繁琐，集成度不高，多步操作易导致细胞的丢失，同时，分离的循环肿瘤细胞纯度低，较多血细胞的掺杂。

中国专利CN107402295A公开了一种基于DLD技术，分离纯化循环肿瘤细胞的芯片，该芯片能够将循环肿瘤细胞从外周血中分离纯化出来。但是，该芯片中分离纯化条件单一，无法实现不同规格尺寸循环肿瘤细胞的处理；同时，芯片中分离纯化条件主要针对某一个规格尺寸设置，易导致其他规格尺寸循环肿瘤细胞的丢失，影响分离纯化效率。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种富集捕获不同规格尺寸靶标细胞的微流控芯片，更加贴合现实应用，便于后续的精准医疗诊断，同时能够实现高捕获率、高纯度和高通量，提升现有微流控芯片中的性能。

为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种富集捕获不同规格尺寸靶标细胞的微流控芯片，由芯片主体和底片连接构成，芯片主体中设有芯片腔室，芯片腔室设有样本入口100、进样隔离柱200、富集筛选区、捕获区、非靶标细胞废液出口610和靶标细胞废液出口620；

待处理的血液样本从样本入口100进入芯片腔室，血液样本经进样隔离柱200一分为二进入富集筛选区，富集筛选区在多级DLD微柱的作用下，将大于临界分离直径的靶标细胞的细胞团、细胞簇和单细胞依次富集筛选出来，成为靶标细胞液，剩余血细胞液成为非靶标细胞废液，从非靶标细胞废液出口610排出芯片腔室；靶标细胞液进入捕获区，捕获区基于靶标细胞的特性，将靶标细胞捕获，剩余细胞液成为靶标细胞废液，从靶标细胞废液出口620排出芯片腔室。

所述的富集筛选区由多级DLD微柱组成，包括细胞团富集筛选阵列310、细胞簇富集筛选阵列320和单细胞富集筛选阵列330，对应的临界分离直径分别为20-24微米、16-20微米和12-16微米，分别实现对靶标细胞的细胞团、细胞簇和单细胞富集筛选。