[发明专利]一种外泌体分离与表面蛋白检测微流控装置及使用方法

说明书

本发明涉及一种外泌体分离与表面蛋白检测的微流控装置及使用方法，该装置包括依次连接有进样泵、微量注射器、设有磁铁的微流控芯片以及废液收集器。本发明可以实现外泌体在同一芯片系统上的分离与检测，提供了一种操作简单、低成本、样品量少的外泌体分离与检测的整合平台与方法，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于外泌体检测领域，特别涉及一种外泌体分离与表面蛋白检测微流控装置及使用方法。

背景技术

外泌体(exosomes)是细胞外囊泡(extracellular vesicles，EVs)的一种，是细胞主动分泌到胞外环境的，由磷脂双分子层包被的微小囊泡，其尺寸在30-150nm之间。外泌体内部包含有各类生物分子成分，包括蛋白、DNA、RNA等。外泌体表面具有多种抗原，如CD9、CD63、EpCAM等。外泌体在分泌后，可以通过外周血循环进行转移，从而将亲代细胞信息与调控成分靶向传递到目标区域。因此外泌体与癌症的发生发展以及转移有着极为密切的关系。鉴于外泌体在癌症发育与转移中起到的重要作用，我们可以通过分离与检测外泌体来辨别分析，检测早期癌症的存在并监控癌症发展。

作为液体活检的标志物，循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cells,CTCs)则仅有数个在1ml的人外周血液中，相比之下，外泌体则可以达到10⁹个，具有显著的优势。外泌体分离检测的难点主要在于其尺寸微小(30-150nm)，纳米级别的粒径尺寸使得传统的尺寸分选难以实现。如果能实现外泌体的分离与富集，就可以对外泌体的数目与分子特征进行分析，为癌症诊断分析与靶向药物治疗提供有力依据。

现今外泌体的经典分离方法为超速离心法与梯度离心法，这些方法需要通过极高的离心速率(100，000*g)进行分离，并且存在着样品消耗大，杂质多、外泌体纯度低等问题。而其他方法，如试剂盒法(如ExoQuick^TM试剂盒)，其分离成分被商家保密，具体分离产物实际上是未知的，学术界目前持怀疑态度，膜过滤法则效率低下，并无法将外泌体与其他杂蛋白等类似尺寸的杂质分离开来。

微流控芯片技术是近年来发展的一种新兴技术，向生物，化学医药等众多领域快速发展，显示出广阔的应用前景。该技术具有低消耗，高灵敏，适用性广等诸多优势，已被证明在上述领域具有巨大发展潜力。微流控芯片的微通道普遍为微米级别，可以自由设计组合以实现不同需求，并可以弥补目前的外泌体分离方法的不足。目前微流控技术在生物检测领域中的应用日益广泛，对于外泌体的研究也逐步发展，但是目前微流控芯片对于外泌体的研究还存在着一些缺陷，例如检测灵敏度低，检测仪器与材料复杂，难以实现分离检测一体化等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种外泌体分离与表面蛋白检测微流控装置及使用方法，克服了传统的外泌体分离、检测方法中，操作复杂、功能单一、特异性低、工艺复杂、成本高等缺陷。

本发明提供了一种外泌体分离与表面蛋白检测微流控装置，依次连接有进样泵、微量注射器、设有磁铁的微流控芯片以及废液收集器，其特征在于：所述微流控芯片包括外泌体分离区域与检测区域；其中，分离区域包括进样口、蛇形通道和圆形孵育腔体；检测区域包括微柱阵列和出样口；分离区域和检测区域通过通道连接。

所述微流控芯片由盖玻片基底与PDMS芯片键合而成。

所述进样口通过逐渐减小的过渡区域与蛇形通道相连。

优选的，所述过渡区域主体宽900μm。

所述微柱阵列为由截面为圆柱型的长条微柱所组成的阵列，用以捕获并均匀排布免疫复合体。捕获位点为每两个微柱的间隔，其中，微柱间间隔略小于免疫复合体的尺寸，从而可以拦截免疫复合体而避免流失。

所述微柱阵列最后一排设有拦截柱，以避免免疫复合物在过量情况下的遗漏。

所述磁铁设置在圆形孵育腔体上下方，用以在孵育微腔中产生垂直方向的磁场以捕获并保留免疫磁珠。