[发明专利]集成黏弹性和磁力的细胞多级分选微流控芯片

说明书

本发明公开了一种集成黏弹性和磁力的细胞多级分选微流控芯片，自上而下包括上盖板、界面黏弹性分选模块、聚焦和磁力分选系统和下盖板四部分。界面黏弹性分选模块为相同的N层芯片结构，前端为双入口，后端设有三个分支出口，上层各个出口均往下汇入底层，聚焦和磁力分选模块设有黏弹性聚焦直流道，其前端连接界面黏弹性分选模块底层中间出口，后端连接磁力分选流道。本发明利用黏弹性分选技术基于细胞尺寸分选，磁力分选技术基于细胞表面特异性表达进行分选，将主动分选与被动分选技术相结合，有效提高了稀有细胞分选精度，多层芯片垂直堆叠，具有更高的通量。

技术领域

本发明涉及微流控芯片，具体涉及一种集成黏弹性和磁力的细胞多级分选微流控芯片。

背景技术

循环肿瘤细胞是存在于外周血中的各类肿瘤细胞的统称，在临床上被认为是肿瘤发生转移的早期征兆，检测血液中循环肿瘤细胞的类型和数量变化的趋势对癌症病情的早期诊断具有重要意义。高效、准确地从血液中移除背景血细胞，并捕获稀有循环肿瘤细胞则是后续对其检测、分析的重要前提。微流控技术作为一种微纳米尺度实现流体样品或微纳米粒子检测分析、操控、合成等功能的新技术，得益于其体积小、耗样量少及操控精度高等优点，在细胞分选应用方面潜力巨大。依据是否借助外力场，微流控细胞分选技术可大致分别被动分选技术和主动分选技术两大类，其中被动技术包括微结构过滤、场流及水力分选、仿生分选、惯性分选、确定性侧向位移分选、亲和性分选等；而主动分选技术包括磁分选、声分选、光分选、介电泳分选等。主动分选方法虽然具备较高的分选精度，但通常情况下通量极低，且生成外场需要昂贵的硬件设备，成本高昂且操作繁琐。相比于主动分选技术，被动分选技术虽然在通量和结构设计上占据优势，但其分选精度仍然有着较大的提升空间。各主、被动分选技术虽然在近些年都取得了长足的发展，但也在纯度、回收率及通量三个重要指标上存在各自的不足。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种集成黏弹性和磁力的细胞多级分选微流控芯片，解决现有微流控芯片分选不能同时满足纯度和精度要求的问题。

技术方案：本发明所述的集成黏弹性和磁力的细胞多级分选微流控芯片，自上而下堆叠设置有上盖板、界面粘弹性分选模块、聚焦和磁力分选模块，所述上盖板设置有样品入口和鞘液入口，所述界面粘弹性分选模块连通样品入口和鞘液入口，所述界面粘弹性分选模块将样品通过分叉流道分为两个支路与鞘液交汇于主流道，所述主流道末端分裂成两侧分支流道和中路分支流道，两侧分支流道末端均设置有细胞出口，所述聚焦和磁力分选模块右侧设置有黏弹性聚焦直流道，所述黏弹性聚焦直流道一端连通中路分支流道，另一端连通磁力分选流道，所述磁力分选流道末端分裂为两个分支流道，两个分支流道末端均设置有细胞出口。

为提高通量，所述界面粘弹性分选模块为多层结构，层数≥2。

为便于将经过界面粘弹性分选模块处理的残余细胞引到聚焦和磁力分选模块，所述聚焦和磁力分选模块左侧与设置有与界面粘弹性分选模块对应的相同结构。

为拉大了聚焦细胞束的间距，所述磁力分选流道与黏弹性聚焦直流道连接一端设置有过渡渐扩结构，为提供磁场力，所述磁力分选流道包括磁铁，所述磁铁设置在磁力分选流道上方。

为方便将处理后的细胞流出，还包括下盖板，所述下盖板设置在聚焦和磁力分选模块下方，所述所述下盖板设置有与界面粘弹性分选模块细胞出口和磁力分选模块细胞出口分别对应的细胞出口。

为适配上一级流道带来的流量变化，提升聚焦效果，所述黏弹性聚焦直流道的高度与宽度比值为1/8～1/2。

为了制作简易，所述上盖板、界面粘弹性分选模块、聚焦和磁力分选模块及下盖板均为聚合物薄膜材料制成。