提供了一种颗粒筛选装置，可以包括：衬底，包括第一侧以及与第一侧相对的第二侧；在衬底上形成的微孔阵列，每一微孔从第一侧到第二侧贯穿衬底，且其尺寸被设置为至少允许尺寸小于目标颗粒的颗粒通过；以及在衬底的第一侧和第二侧中至少一侧上在至少一部分微孔周围形成的电极，所述电极配置为在相应微孔处产生电场。
【技术实现步骤摘要】
本公开一般地涉及颗粒分选和检测，更具体地，涉及一种颗粒筛选装置。
技术介绍
在生命科学研究和医学检测中，常常需要检测样品中含量极少的感兴趣成分，例 如，检测人外周血中的循环肿瘤细胞（Circulating Tumor Cells，CTC)。CTC是指自发或因 诊疗操作进入癌症病人外周血循环的肿瘤细胞。在外周血中检测到肿瘤细胞预示着有可能 发生肿瘤转移。目前的研究证实，CTC对乳腺癌、前列腺癌、结肠癌、肺癌、卵巢癌等多种肿 瘤的无进展生存期、总体生存率有预测意义，有助于揭示肿瘤的转移机制，并对肿瘤分期、 诊断、制定治疗方案有潜在临床意义。但是，另一方面，相对于红细胞和白细胞，CTC在外周 血中含量极少，其比例可低至每500-1000万个健康血细胞中才有一个。这种感兴趣成分如 CTC如此稀少，其富集和检测技术就显得尤为重要。
技术实现思路
本公开的目的至少部分地在于提供一种颗粒筛选装置，可以低成本、高效地检测 目标颗粒。 根据本公开的实施例，提供了一种颗粒筛选装置，包括：衬底，包括第一侧以及与 第一侧相对的第二侧；在衬底上形成的微孔阵列，每一微孔从第一侧到第二侧贯穿衬底，且 其尺寸被设置为至少允许尺寸小于目标颗粒的颗粒通过；以及在衬底的第一侧和第二侧中 至少一侧上在至少一部分微孔周围形成的电极，所述电极配置为在相应微孔处产生电场。 根据本公开实施例的颗粒筛选装置可以通过例如（硅基）微电子机械系统 (Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)技术等来制造。根据本公开的实施例，可以同 时利用目标颗粒与其他颗粒之间的尺寸差异、介电响应差异等，来实现对目标颗粒的高效 分选。另外，在分选时，无需其他试剂或标记物，因此可以降低成本。【附图说明】 通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和 优点将更为清楚，在附图中： 图1是示意性示出了根据本公开实施例的颗粒筛选装置的俯视图； 图2是示意性示出了沿图1中AA'线的截面图； 图3是示意性示出了根据本公开另一实施例的电极结构的截面图； 图4示出了不同细胞的不同DEP响应； 图5是示意性示出了根据本公开另一实施例的颗粒筛选装置的截面图； 图6是示意性示出了根据本公开另一实施例的配线布局的俯视图。【具体实施方式】 以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性 的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以 避免不必要地混淆本公开的概念。 在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制 的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的 各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制 造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同 形状、大小、相对位置的区域/层。 在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件"上"时，该层/元 件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一 种朝向中一层/元件位于另一层/元件"上"，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另 一层/元件"下"。 根据本公开的实施例，提供了一种颗粒筛选装置，可用于从样品中筛选出目标颗 粒，例如从外周血样品中筛选出CTC。该装置可以包括颗粒筛。具体地，颗粒筛可以包括在 衬底上形成、且从衬底的第一侧到相对的第二侧贯穿衬底的微孔阵列，从而呈现"筛"状。阵 列中每一微孔的尺寸可以设置为能够至少允许尺寸小于目标颗粒的颗粒通过。为此，例如 可以根据目标颗粒的尺寸分布来确定微孔的尺寸。 根据一示例，可以将微孔的尺寸设置为大于至少部分目标颗粒的尺寸。甚至还可 以将微孔的尺寸设置为大于所有目标颗粒的尺寸。这样，可以允许尺寸与目标颗粒相当的 颗粒通过微孔，从而被筛除。一般而言，可以将微孔的尺寸设置为与目标颗粒的尺寸相当或 稍大。例如，在目标颗粒为CTC的情况下，微孔的尺寸可以设置为约100nm-100 i! m。 根据本公开的实施例，该装置还可以包括在衬底的第一侧和第二侧中至少一侧上 在至少一部分微孔周围形成的电极，所述电极配置为在相应微孔处产生电场。例如，可以根 据目标颗粒的尺寸和介电特性中至少之一，来确定电场，使得目标颗粒在该电场中能够实 现介电电泳。具体地，目标颗粒可以受到介电力的作用而基本上不能通过微孔，例如被推动 (如吸引）到微孔或电极处；而样品中的其他颗粒则不受介电力或者受介电力较小，或者受 到沿远离电极方向的介电力，从而可以通过微孔。于是，可以增强筛选的特异性。另一方面， 电场还可以用来使目标颗粒裂解，以便检测其内容物。 这样，即便在微孔的尺寸设置为与目标颗粒的尺寸相当或稍大的情况下，目标颗 粒也可以通过介电力而基本上不会通过微孔（例如，吸引在电极处）从而被筛选出来。另 一方面，尺寸与目标颗粒相当的颗粒则可以通过微孔，从而被筛除。于是，可以有效地区分 目标颗粒以及尺寸与之相当的颗粒。 电极可以针对各微孔分别形成，即该至少一部分微孔中每一微孔具有相应的（一 组）电极。通过适当的配线，每一微孔各自的电极（组）可单独选通。或者，该至少一部分 微孔中的一些或者全部可以共享相同的电极。 电极可以设置为多种形式。例如，电极可以包括绕相应微孔的外周分隔开（例如， 对向设置）的第一电极和第二电极，这样在该微孔处，可以在第一电极和第二电极之间产 生电场。这种情况下，特别是在微孔按行和列排列时，用于向各微孔的第一电极和第二电极 施加电压的配线可以按行和列交叉设置，每一微孔可以对应于行线和列线的交叉点。同一 行中微孔的第一电极可以连接至同一配线（例如，行线），同一列中微孔的第二电极可以连 接至同一配线（例如，列线）。这样，通过一行线和一列线，可以单独地选通与该行线和列线 相连的微孔（即，与该行线和该列线的交叉点相对应的微孔）。或者，电极可以包括第一电 极层、绝缘层和第二电极层的叠层结构，在该叠层结构中，可以在第一电极层和第二电极层 之间产生电场。 根据本公开的实施例，该装置还可以包括微流控芯片（Microfluidic Chip)，用来 将样品引入该装置中，具体地，引入到颗粒筛以便对目标颗粒进行筛选。 本公开的技术可以多种形式呈现，以下将描述其中一些示例。在此需要指出的是， 在以下描述中，以CTC为例，但是本公开不限于此。 图1是示意性示出了根据本公开实施例的颗粒筛选装置的俯视图，图2是示意性 示出了沿图1中AA'线的截面图。在此需要指出的是，图1和2并非严格按比例绘制。 参照图1和2,根据该实施例的颗粒筛选装置100可以包括衬底102。例如，衬底 102可以包括硅等半导体材料，玻璃、石英等无机材料，有机玻璃、聚碳酸酯等聚合物材料中 至少之一。该衬底102具有第一侧102-1以及与第一侧相对的第二侧（图2中的102-2a 和102_2b)。在衬底102上，可以形成有微孔104的阵列。每一微孔104可以从衬底的第一 侧到第二侧贯穿衬底。 尽管在图1中示出了 4X4的微孔阵列，但是本公开不限于此，微孔可以更多或更 少。另外，图1中阵列为规本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种颗粒筛选装置，包括：衬底，包括第一侧以及与第一侧相对的第二侧；在衬底上形成的微孔阵列，每一微孔从第一侧到第二侧贯穿衬底，且其尺寸被设置为至少允许尺寸小于目标颗粒的颗粒通过；以及在衬底的第一侧和第二侧中至少一侧上在至少一部分微孔周围形成的电极，所述电极配置为在相应微孔处产生电场。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄成军，罗军，赵超，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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