[发明专利]一种捕获外周血循环肿瘤细胞的结构、芯片及其使用方法

说明书

一种捕获外周血循环肿瘤细胞的结构、芯片及其使用方法，本发明涉及医疗器械领域，为提高肿瘤细胞的捕获率和解决芯片容易被阻塞的问题，本发明提供一种如下的技术方案：一种捕获外周血循环肿瘤细胞的结构，所述的结构包括有血液入口、废血出口以及循环肿瘤细胞捕获区，所述的循环肿瘤细胞捕获区包括有捕获单元和放行通道，所述的捕获单元在血液流动的方向成错位排列。本发明的有益效果在于，当外周血通过该芯片/结构时，大的循环肿瘤细胞以及部分白细胞（直径大于捕获间隔7‑9微米）能够被捕获单元捕获，细胞卡在捕获单元中间，血液中的其它组分可以从捕获单元两侧的放行通道流过，不会造成血液阻塞，实现更高效率的捕获血液中的肿瘤细胞。

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体来说是一种捕获外周血循环肿瘤细胞的结构、芯片及其使用方法。

背景技术

循环肿瘤细胞（Circulating tumor cells，CTCs）是从肿瘤原发灶或转移灶脱落，通过血管或淋巴系统进入血液的肿瘤细胞，来源于原发或转移灶的CTCs不仅能够间接体现肿瘤特征，也能够实时反映肿瘤的发展状况。CTCs在外周血中数量稀少，1亿个白细胞和红细胞中仅有数个肿瘤细胞，CTCs的分离捕获是后续分析（表型、基因型）的基础。

肿瘤细胞的物理学特征如尺寸、密度等，和白细胞、红细胞差别较大，如肿瘤细胞直径一般大于12微米，而白细胞直径大多小于15微米，利用此差异可将肿瘤细胞从血液中分离出来。常见的基于细胞尺寸的分离方法是过滤膜，滤膜的孔径通常为8微米，当血液通过滤膜时，小的白细胞和红细胞会穿过滤膜，而大的肿瘤细胞和部分白细胞会被滤膜截流。

由于滤膜的孔径是均一的，很多白细胞的直径也大于8微米，因此滤膜在过滤外周血时，经常会出现阻塞问题，局部堵塞后，会造成流体压力在滤膜上的不均匀分布，从而造成局部流速过快，外周血中的CTC无法被截流，导致部分CTC无法被捕获。

发明内容

为解决上述提到的问题，本发明提供一种如下的技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种捕获外周血循环肿瘤细胞的结构，所述的结构包括有血液入口、废血出口以及位于血液入口和废血出口之间的循环肿瘤细胞捕获区，所述的循环肿瘤细胞捕获区包括有一个以上的用于捕获循环肿瘤细胞的捕获单元和位于所述的捕获单元之间的用于防止该结构被阻塞的放行通道，所述的捕获单元在血液流动的方向成错位排列，错位排列的方式，能有效的对循环肿瘤细胞截留，如果位于第一个的捕获单元没有截住肿瘤细胞，那么随后的错位排列的其他捕获单元会有一个能截住该细胞，这样可以大大的增加肿瘤细胞被截获的概率。

进一步的，所述的捕获单元包括有相对排列的第一捕获块和第二捕获块，所述的第一捕获块和第二捕获块之间的距离小于肿瘤细胞的直径，所述的第一捕获块一个侧面、第二捕获块一个侧面以及位于第一捕获块和第二捕获块之间的距离构成一个开放式的用于容纳肿瘤细胞的容纳区，该容纳区的设置，能有效的将截留的肿瘤细胞安置在截留的位置。一般来说容纳区只能容纳一个肿瘤细胞，如果有多的细胞，会随着血液继续向前流动。

进一步的，所述的第一捕获块和第二捕获块是横截面为三角形的微柱，两个微柱上由三角形顶点构成的两条边相对设置，肿瘤细胞被截留在相对的两个微柱之间。除此之外，第一个第一捕获块和第二捕获块还可以是不规则的其他形状，一般来说构成的容纳区是内凹的即可，所以可以是成一定角度内凹的其他的曲面结构。

更进一步的，相对的第一捕获块和第二捕获块之间的距离为7-9微米，相邻的第一捕获块和第二捕获块之间的距离为15-20微米。也就是说相对的第一捕获块和第二捕获块之间的距离小于肿瘤细胞的直径，方便对肿瘤细胞进行截留；相邻的第一捕获块和第二捕获块的距离大于远大于血液中红细胞、白细胞和肿瘤细胞直径，不会造成血液阻塞，从而避免滤膜技术的阻塞问题。

进一步的，所述的捕获单元以阵列的方式沿血液流动的方向排列，其排列方向和血液流动的方向成0.1-15度夹角，该夹角的设置，使得错位的设置更适合对血液中的肿瘤细胞进行截留。