[发明专利]一种稀有细胞快速筛选微流控器件

说明书

本发明提供了一种稀有细胞快速筛选微流控器件，包括微流控芯片，其结构包括螺旋微流道，其入口端与段蛇形微流道连接，出口端通过两条支管分别形成内出口和外出口；螺旋微流道的横截面两侧的高度不同：沿流动方向，靠近螺旋线中心的内侧的高度低于远离螺旋线中心的外侧的高度；内出口、外出口分别对接于螺旋微流道的内外侧；螺旋微流道内设有阻件，其结构包括贴合于螺旋微流道上下侧面对应设置的凸台，凸台与螺旋微流道内、外侧之间、以及上下两侧的凸台之间均形成过流间隙；多个阻件沿流动方向间隔布置。螺旋微流道截面形状促使产生较强的迪恩涡流，凸台促使形成两个新涡流，与迪恩涡流共同作用达到快速、高效筛选循环肿瘤细胞的目的。

技术领域

本发明涉及微流控分析检测技术领域，特别是一种稀有细胞快速筛选微流控器件。

背景技术

循环肿瘤细胞(Circulating tumor cells，CTCs)是存在于外周血中各类肿瘤细胞的统称，是在转移性癌症患者血液中发现的罕见细胞。它可用于非血液学癌症的监测、鉴定和检测，为癌症的早期判定以及治疗效果的评估提供了有力依据，对于攻克癌症这道难关具有十分重要的意义。目前，对于循环肿瘤细胞检测的难点在于，血液中循环肿瘤细胞的数量极低，一般来说，每毫升全血中约含有数十亿的红细胞，却只有1-100个循环肿瘤细胞。因此，将循环肿瘤细胞从血液中筛选出来是一项十分具有挑战的工作。

目前分选CTCs主要通过两种方式，一种是基于生物特性差异，如特殊的标记物、抗体等等，另一种是基于CTCs的物理特性差异，比如大小、密度、磁性等等。其中被动式微流控芯片利用了不同细胞的物理特性差异，在不外加额外的场发生装置的情况下，对细胞进行筛选。被动式微流控芯片不仅结构简单，并且处理通量大的同时可以保证一定的精度，不会对细胞造成额外的损伤，成本较低。因此被动式微流控芯片具有广阔的发展前景和应用价值。

被动式微流控芯片包括微结构过滤式、惯性迁移式、确定性侧向位移式等等不同方式的芯片，其中以螺旋微流道为代表的惯性迁移式微流控芯片应用更为广泛。不同大小的粒子在螺旋微流道内所受的惯性力大小不同，会在流道内聚焦在不同的位置，从而达到分选的目的。循环肿瘤细胞的大小大多在13-20μm之间，正常的血细胞大小在6-10μm之间，因此应用螺旋微流道可以达到筛选的目的。但是也存在一定的缺陷：传统的螺旋微流道的横截面多为矩形，对同一种细胞而言会存在多个聚焦位置，无法实现单位置聚焦，会对细胞的筛选带来一定的干扰，不利于循环肿瘤细胞的快速、准确筛选。

发明内容

本发明的目的针对现有技术的缺陷，提供一种结构简单、筛选通量大、效果好的被动式稀有细胞快速筛选微流控器件，可更加准确、高效地将循环肿瘤细胞从血液中筛选出来。

本发明采用的技术方案如下：

一种稀有细胞快速筛选微流控器件，包括微流控芯片，所述微流控芯片的结构包括螺旋微流道，其入口端与一段蛇形微流道连接，出口端通过两条支管分别形成内出口和外出口；所述螺旋微流道的横截面两侧的高度不同：沿流动方向，靠近螺旋线中心的内侧的高度低于远离螺旋线中心的外侧的高度；所述内出口对接于所述螺旋微流道的内侧，所述外出口对接于所述螺旋微流道的外侧；所述螺旋微流道内设有阻件，所述阻件的结构包括贴合于所述螺旋微流道上下侧面对应设置的凸台，所述凸台与螺旋微流道内、外侧之间、以及上下两侧的凸台之间均形成过流间隙；多个所述阻件沿流动方向间隔布置。

所述螺旋微流道的横截面呈梯形。

同一所述阻件的上侧凸台截面呈梯形，下侧凸台截面呈矩形，使上侧凸台底面与下侧凸台顶面水平设置且相互平行。

同一所述阻件的两个凸台宽度相同。

多个所述阻件沿流动方向等间距布置。

所述蛇形微流道由若干小圆弧段和大圆弧段顺次连接成，所述大圆弧段和小圆弧段反向弯曲，且半径不同。