[发明专利]一种集成惯性与声波技术的循环肿瘤细胞分选芯片

说明书

本发明公开了一种集成惯性与声波技术的循环肿瘤细胞分选芯片，涉及微流控芯片技术领域，解决了微流控芯片通量不大且精度较低的技术问题，其技术方案要点是通过集成惯性螺旋、浓缩模块和声分选三级流道，结合惯性分选高通量的优点和声分选高精度的优点，同时中间加入浓缩模块，进一步去除背景细胞和提高声分选精度，实现同时对循环肿瘤细胞进行高通量和高精度的分选，克服目前单一分选技术的不能同时实现高通量和高精度分选的不足。同时，本申请采用非标记分选技术，具有成本低、易于集成、操作简单等优点，可以自动快速的从全血中分选出循环肿瘤细胞，并具有较高活性，可用于后续临床诊断、生化分析、药敏性测试等研究应用。

技术领域

本申请涉及微流控芯片技术领域，尤其涉及一种集成惯性与声波技术的循环肿瘤细胞分选芯片。

背景技术

21世纪以来，癌症已成为人类生命健康最大的威胁之一，每年无数癌症病人被夺走生命。根据最新的报告，全球每年新增癌症病例1800万，癌症死亡病例960万，由此可见，针对癌症问题的研究是非常重要且具有深远意义的。

循环肿瘤细胞是指主动或被动的从原发肿瘤病灶上脱落，并成功进入外周血液中的各类肿瘤细胞，经由外周血的循环，少数循环肿瘤细胞能够转移扩散，肿瘤细胞的转移扩散往往是导致患者病情恶化或者死亡的主要原因。因此，检测血液中循环肿瘤细胞对癌症病人的早期诊断和预后评估具有重要意义。检测循环肿瘤细胞的首要前提是要去除数量庞大的背景血细胞。微流控技术通过微米级流道精确控制微升、毫升级别样品，由于其体积小、操纵精度高等特点而被用于细胞分选。微流控分选技术根据是否借助外力场可以分为被动分选技术和主动分选技术，被动分选技术包括惯性分选、微结构过滤、挤压流分选、确定性侧向位移分选等，主动分选技术包括磁分选、声分选、光分选、介电泳分选等。被动分选技术在保证高通量的条件下且能够保持一定的分选精度，而主动分选技术在保证较高分选精度的条件下在一定程度上牺牲了通量。因此，如何利用主动与被动分选技术实现循环肿瘤细胞的高通量和高精度分选具有重要意义。

发明内容

本申请提供了一种集成惯性与声波技术的循环肿瘤细胞分选芯片，其技术目的是提高用于分选循环肿瘤细胞的微流控芯片的通量和精度。

本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种集成惯性与声波技术的循环肿瘤细胞分选芯片，包括自上而下依次设置的上盖板、上导流层、初级分选模块、内出口导流层、外出口导流层、浓缩模块、侧出口导流层、中间出口导流层、声分选模块和压电基底；

所述上盖板上设置有样品液入口A和4个定位孔A；

所述上导流层上设置有样品液入口B、4条直流道、4条弯流道、样品液出口和4个定位孔B；直流道的一端与样品液入口B联通、另一端与弯流道的中间联通；弯流道的两端均与样品液出口联通；

所述初级分选模块上设置有至少8个相同的惯性螺旋单元，每个所述惯性螺旋单元包括样品液入口C、螺旋流道、螺旋单元内出口、螺旋单元外出口和4个定位孔C；螺旋流道的一端与样品液入口C联通、另一端分别与螺旋单元内出口和螺旋单元外出口联通；

所述内出口导流层上设置有4个初级分选收集液入口A、4个初级分选废液入口A、初级分选收集液出口A、初级分选收集液流道和4个定位孔D；初级分选收集液入口A与初级分选收集液出口A通过初级分选收集液流道进行联通；

所述外出口导流层上设置有4个初级分选废液入口B、初级分选废液出口、初级分选收集液出口B、初级分选废液流道和4个定位孔E；初级分选废液入口B与初级分选废液出口通过初级分选废液流道进行联通；

所述浓缩模块上设置有初级分选收集液入口B、至少4个浓缩单元、初级分选废液入口C和4个定位孔F，每个浓缩单元包括浓缩流道和浓缩单元废液流道，浓缩流道的一端与初级分选收集液入口B联通、另一端联通有浓缩单元收集液出口；浓缩单元废液流道的两端均联通有浓缩单元废液出口；