[发明专利]一种从胸腔积液中筛分肿瘤细胞的微流控芯片

说明书

本发明涉及生物医学工程领域微流控分析检测技术，具体涉及一种从胸腔积液中筛分肿瘤细胞的微流控芯片。针对现有胸腔积液中涂片检测方法存在的背景干扰大、操作时间长的问题，使用微流控技术对胸腔积液样品进行处理，在极短时间内即可获得只含肿瘤细胞的细胞涂片，提高了胸腔积液中肿瘤细胞的涂片检测效率；针对现有微流控细胞分离技术对样品性质要求高、需要预处理的问题，设计了三层流体并流的微流控芯片，该结构可处理各种粘度的胸腔积液样品，极大的提高了处理效率；设计了收缩‑扩张结构，扩大目标肿瘤细胞与废液的间距，提高筛分纯度。

技术领域

本发明涉及生物医学工程领域微流控分析检测技术，具体是指一种从胸腔积液中筛分肿瘤细胞的微流控芯片。

背景技术

通过胸腹水涂片进行脱落细胞学检查是诊断原发或转移癌的关键方法。胸腹水涂片的质量直接关系到诊断的准确性和治疗的适用性。然而现有的胸腔积液细胞学涂片操作流程仅包括离心、涂片、染色等步骤，所制备的涂片包含多种细胞，观察肿瘤细胞时背景干扰很大。可以预见，通过对胸水进行细胞筛分处理，获得仅含待观察肿瘤细胞的涂片，将有效的提高涂片质量和诊疗水平。

微流控细胞分选技术由于其高通量、低成本和操作简单的优点而在细胞筛分中备受关注。Sun等人设计了双螺旋微流道，实现了从稀释全血液中分离循环肿瘤细胞；Lee等人设计了双入口缩扩微流道，实现了从血液中分离循环肿瘤细胞；Yuan等人构建了缩扩流道中的双流体并流体系，使特定尺寸的颗粒从粘弹性流体中迁移到牛顿流体中。但以上装置仍存在一些缺点，主要包括：依据惯性分选原理，不同细胞聚焦于不同位置，当细胞尺寸不均一时，分离纯度低；装置只适用于特定粘度的流体样品，使用前需要对样品进行处理，增加了操作难度和时间；颗粒尺寸小于5μm,不适用于肿瘤细胞；分离距离较小，实际应用中效率较低。简单的将现有的微流控芯片技术应用于胸腔积液中肿瘤细胞的筛分难度较大，不能以简单高效的方法提高涂片速度和质量，不具备实际应用的可操作性。

综上所述，提出一种可从各种粘度胸腔积液中高效分离出肿瘤细胞的微流控芯片，对进一步提高肿瘤细胞涂片质量，缩短诊断时间和提高肿瘤诊断准确性具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种从胸腔积液中筛分肿瘤细胞的微流控芯片，从各种粘度的胸腔积液样品中获得高纯度的肿瘤细胞而无须对样品进行预处理，最终得到无背景干扰的细胞涂片，减少样品用量，缩短操作时间，实现对胸腔积液中肿瘤细胞的高效检测。

为了解决现有技术存在的问题，本发明采用如下技术方案予以实施：

所述一种从胸腔积液中筛分肿瘤细胞的微流控芯片，其具体包括：

该微流控芯片的结构：

芯片主体为其上设置的微流体通道结构。所述微流体通道结构包含3个流体入口和2个流体出口，三入口通过支流通道与主流道连接。主流道分为两个部分，第一部分为矩形截面不变的直流段，第二部分为截面面积周期性变化的收缩-扩张段，所述收缩-扩张段由至少20个收缩-扩张单元交错构成。在收缩-扩张段末端，设置分流通道将主流道与两个出口相连。

(1)微流体通道结构整体尺寸高为20～70μm

(2)所述主流道第一部分直流段尺寸为宽80～150μm，长1～2.5mm

(3)所述收缩-扩张单元中收缩段尺寸为宽80～150μm、长150～300μm；

(4)所述收缩-扩张单元中扩张段尺寸为宽200～400μm、长150～300μm；

(5)各液体入口支流通道的宽度为100～400μm；

(6)各液体出口分流通道的宽度为50～300μm。

该微流控芯片的制造方法：