[发明专利]生物粒子分选流道及微流控芯片

说明书

本发明涉及一种生物粒子分选流道及微流控芯片，生物粒子分选流道包括第一流道单元，所述第一流道单元包括相对设置的第一侧壁与第二侧壁，所述第一侧壁与第二侧壁为非对称的曲面，所述第一流道单元中靠近第一侧壁或者第二侧壁的一侧挖设有加深流道，所述加深流道沿所述第一流道单元延伸方向设置。设置具有非对称曲面的第一流道单元，形成聚焦流动，加深流道沿第一流道单元延伸方向设置，打乱了第一流道单元靠近加深流道附近的液体流动状态，使得惯性升力与迪恩曳力改变，破坏原有的平衡，从而使得靠近加深流道一侧的粒子如白细胞能产生无序的运动状态，避免白细胞聚体的带和循环肿瘤细胞重叠，利于循环肿瘤细胞的回收。

技术领域

本发明涉及生物粒子分选技术领域，特别是涉及一种生物粒子分选流道及微流控芯片。

背景技术

惯性聚焦微流控技术在生物医疗行业的细胞分选环节中逐步被应用，如从血液中分选出循环肿瘤细胞。癌症在全球正常死因中排名第二，肿瘤转移是引起癌症90％的死亡原因，肿瘤转移过程就是肿瘤细胞从原发灶或转移灶上脱落，在淋巴系统或外周血中循环，从而入侵远端的组织，并形成新的肿瘤灶，最终导致患者死亡，这些脱落下来的肿瘤细胞就称为循环肿瘤细胞(circulating tumor cell,CTC)。循环肿瘤细胞含量极低，通常情况下每毫升的血液中含1-10个循环肿瘤细胞，每毫升白细胞的含量为数百万个，红细胞含量为数十亿个，要分选和富集循环肿瘤细胞的难度如同大海捞针。传统的线性弧形流道聚焦过程中循环肿瘤细胞与白细胞容易重叠，不利于循环肿瘤细胞的分选。

发明内容

基于此，有必要针对上述的问题，提供一种生物粒子分选流道及微流控芯片，能有效避免循环肿瘤细胞与白细胞重叠，利于循环肿瘤细胞的分选。

一种生物粒子分选流道，包括第一流道单元，所述第一流道单元包括相对设置的第一侧壁与第二侧壁，所述第一侧壁与第二侧壁为非对称的曲面，所述第一流道单元中靠近第一侧壁或者第二侧壁的一侧挖设有加深流道，所述加深流道沿所述第一流道单元延伸方向设置。

将样品如血液通入上述生物粒子分选流道进行粒子分选时，通过设置具有非对称曲面的第一流道单元，由于受到惯性升力、迪恩曳力等的受力影响，样品中的各粒子如血液中的白细胞、循环肿瘤细胞会在第一流道单元的横截面中产生相对移动，当各粒子移动到横截面的平衡位置，粒子就会稳定在横截面这一位置，从而使粒子聚焦在横截面中稳定位置，形成聚焦流动，流向下游，因各粒子如血液中的白细胞、循环肿瘤细胞直径不同会在第一流道单元横截面的不同位置聚集，但某些粒子如白细胞和循环肿瘤细胞惯性聚集的带靠得很近，通过在第一流道单元中靠近第一侧壁或者第二侧壁的一侧(如远离循环肿瘤细胞聚集的一侧)挖设有加深流道，加深流道沿第一流道单元延伸方向设置，打乱了第一流道单元靠近加深流道附近的液体流动状态，使得惯性升力与迪恩曳力改变，破坏原有的平衡，从而使得靠近加深流道一侧的粒子如白细胞能产生无序的运动状态，避免白细胞聚体的带和循环肿瘤细胞重叠，既保证了不干扰循环肿瘤细胞的聚体，也防止了白细胞聚集于循环肿瘤细胞的同一侧，便于后续把循环肿瘤细胞与白细胞分离开，利于循环肿瘤细胞的回收。

在其中一实施例中，所述的生物粒子分选流道还包括与所述第一流道单元连通的第二流道单元，第二流道单元的曲率半径小于所述第一流道单元的曲率半径，所述加深流道对应地延伸至所述第二流道单元中，所述第二流道单元包括相对设置的第三侧壁与第四侧壁，所述第三侧壁与第四侧壁为非对称的曲面，所述第三侧壁与所述第二侧壁连接，所述第四侧壁与所述第一侧壁连接。

在其中一实施例中，所述的生物粒子分选流道包括多个所述第一流道单元与多个所述第二流道单元，所述第一流道单元与所述第二流道单元交替设置。