一种用于捕获细胞或溶液中生物分子的捕获筛及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于捕获细胞或溶液中生物分子的捕获筛及装置。所述捕获筛，包括网状基体及形成于所述网状基体上的捕获层，所述捕获层包括能够与目标细胞或生物分子特异性结合的捕获物。本发明专利技术的捕获筛和装置具有高特异性和高通量，并适于由被细胞表达的分子捕获细胞或捕获溶液中的生物分子，特别适于捕获和分选循环肿瘤细胞。

A trap screen and device for capturing biomolecules in cells or solutions

The invention discloses a trap screen and device for capturing biomolecules in a cell or solution. The capture sieve comprises a mesh substrate and a capture layer formed on the mesh substrate, which comprises a trap capable of specifically binding to the target cell or biomolecule. The capture sieves and devices of the present invention have high specificity and high throughput, and are suitable for capturing cells or capturing biomolecules in the solution by molecules expressed by the cells, especially suitable for capturing and sorting circulating tumor cells.

【技术实现步骤摘要】
一种用于捕获细胞或溶液中生物分子的捕获筛及装置
本专利技术涉及用于通过由细胞表达的分子来捕获细胞或捕获溶液中生物分子的装置，特别涉及一种用于通过由目标细胞表达的生物分子来捕获目标细胞（如，循环肿瘤细胞）或捕获溶液中目标生物分子的捕获筛以及具有这种捕获筛的装置。
技术介绍
循环肿瘤细胞即血液循环的肿瘤细胞，被认为和肿瘤的远端转移等问题有重大关系。一般癌症患者的10ml血液中仅有1-10个循环肿瘤细胞，其捕获速度慢或特异性差是快速检测病人血样迫切需要解决的难题。现在的分选方法如传统的免疫磁珠分选法重复性好、灵敏度高、特异性好、可以定量分析循环肿瘤细胞，但是操作速度慢、通量小。膜微孔过滤技术和梯度密度离心法虽然操作简单，分离后细胞活性较好，但特异性低和假阳性率高。微流控技术操作简单、所需抗体量少，但成本较高、假阴性率高。并且微流控技术公司现在主要针对科研客户，需要提前混合多种试剂，过于依赖老式芯片，产业化困难，因此进入体外诊断领域困难。其他的如美国的CellSearch系统灵敏度高、特异性高，但耗血量大、所需抗体量大、成本高，无法实现活细胞捕获，无法对循环肿瘤细胞进行收集再培养，因此只能做DNA测序却不能做RNA测序，不能作为用药指导。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种用于捕获细胞或溶液中生物分子的捕获筛，其具有高特异性和高通量，并适于由被细胞表达的分子捕获细胞或捕获溶液中的生物分子，特别适于捕获和分选循环肿瘤细胞。为达到上述目的一，本专利技术采用的技术方案为：一种用于捕获细胞或溶液中生物分子的捕获筛，包括网状基体及形成于所述网状基体上的捕获层，所述捕获层包括能够与目标细胞或分子特异性结合的捕获物。优选地，所述生物分子为溶液中的或由细胞表达的蛋白质、寡核苷酸（DNA和/或RNA）、酶或它们的任意组合。优选地，所述捕获物为选自抗体（包括纳米抗体）、寡核苷酸（包括适配子（aptamer））和分子印迹聚合物（molecularlyimprintedpolymers）中的一种或多种的组合。优选地，所述捕获物通过物理吸附和/或化学键结合至所述网状基体上。更优选地，所述化学键结合通过硫醇盐分子、traut’s试剂、盐化作用（silanisation）或点击化学（clickchemistry）实现。更优选地，所述捕获物为抗体，所述抗体通过采用traut’s试剂或带有生物素-亲和素的硫醇盐分子连接至所述网状基体上。进一步地，所述生物分子为上皮细胞黏附分子，所述目标细胞为循环肿瘤细胞，所述抗体为能够与被在循环肿瘤细胞表面表达的上皮细胞黏附分子特异性结合的抗-上皮细胞黏附分子抗体。优选地，所述网状基体的尺寸为1-100mm×1-100mm，所述筛的孔为2µm-800µm。更优选地，所述网状基体的尺寸为2-10mm×2-10mm，所述筛的孔为20µm-100µm。优选地，所述网状基体的材料为金或其他贵金属、不锈钢或二者的结合。优选地，所述网状基体包括：不锈钢体；以及形成于所述不锈钢体表面的保护层；其中，所述保护层由贵金属或其合金（如AuPd）制成，所述捕获物连接至所述保护层。更优选地，所述保护层通过物理镀膜（如，磁控溅射）或化学沉积而成。本专利技术的目的之二是提供一种用于捕获细胞或溶液中生物分子的装置，其具有高特异性和高通量，并适于由被细胞表达的分子捕获细胞或捕获溶液中的生物分子，特别适于捕获和分选循环肿瘤细胞。为达到上述目的二，本专利技术采用的技术方案为：一种用于捕获细胞或溶液中生物分子的装置，包括捕获机构，所述捕获机构包括至少一个所述的捕获筛。优选地，所述捕获机构包括多个层叠的所述捕获筛。优选地，所述装置进一步包括具有入口、第一出口和位于所述入口和所述第一出口之间的腔体的主体，所述捕获机构固定在所述腔体内，所述入口和所述第一出口和所述腔体连通。所述主体优选采用现有的制造技术如注塑成形技术制造。主体的材料应该兼容溶剂。例如，PEEK满足上述条件。更优选地，所述腔体被所述捕获机构分隔为第一腔体和第二腔体两个部分。进一步地，所述捕获筛水平设置，所述入口位于所述捕获机构的上方并与所述第一腔体相通，所述第一出口位于所述捕获机构的下方并与所述第二腔体相通。进一步地，所述入口和所述第一出口的中心线垂直于所述捕获筛所处的平面。优选地，所述主体进一步具有第二出口，所述主体内形成有和与所述腔体及所述第二出口相通的用于收集被捕获的细胞或生物分子的微流体通道。优选地，所述装置进一步包括设于所述微流体通道内的用于对被捕获的细胞或生物分子进行计数的计数机构。更优选地，所述计数机构包括阻抗测量电极。更优选地，所述腔体被所述捕获机构分隔为第一腔体和第二腔体两个部分，所述入口与所述第一腔体相通，所述微流体通道与所述第二腔体相通。本专利技术采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：易于功能化并具有较高的通量；堵塞的风险低；较高的特异性；较高的效率；装置被设计为可采用传统制造工艺（如注塑成形）制造；可结合已有的计数技术；可在试验后将细胞收集。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术的一种用于捕获循环癌症细胞（简称CTCs）的装置的示意图；图2是根据本专利技术的一种带有被捕获的循环肿瘤细胞的捕获筛的示意图；图3是根据本专利技术的一种捕获筛的剖视图；图4a是捕获循环肿瘤细胞的流程图；图4b示出了一种采用图1所示的装置捕获循环肿瘤细胞的典型流程；图5a和5b分别为示出了被捕获筛所捕获的两种表达目标捕获分子的循环肿瘤细胞的照片。上述附图中，1、主体；10、腔体；101、上腔体；102、下腔体；11、入口；12、第一出口；13、微流体通道；14、第二出口；2、捕获机构；20、筛；201、不锈钢体；202、保护层；21、抗体；3、计数机构；30、电极；4、循环肿瘤细胞；5、血液细胞。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。本专利技术公开的装置依赖于一或多个捕获筛在结合宏观/微小-流体装置（图1所示）中捕获循环肿瘤细胞（CTCs）。“宏观”部分用于通过增加捕获面积同时减少试验时间来优化捕获。“微小”部分用于检测和收集循环肿瘤细胞。图1示出了用于捕获循环肿瘤细胞的流体装置的一个实施例。该装置包括：内部具有一个腔体10的主体1，并具有一个入口11和一个第一出口12以及一个第二出口14；捕获机构2，包括至少一个捕获筛20；以及计数机构；其中，主体1采用现有制造技术如注塑成形技术制造。主体的材料也应该为可兼容溶剂的材料。例如，PEEK（聚醚醚酮，polyetheretherketone）可满足所有条件。优选地，主体1采用注塑成形法制造而形成所述腔体10。捕获机构2设于腔体10内。入口11和第一出口12分别位于腔体的相对两端，捕获机构2设于腔体1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于捕获细胞或溶液中生物分子的捕获筛，其特征在于：包括网状基体及形成于所述网状基体上的捕获层，所述捕获层包括能够与目标细胞或分子特异性结合的捕获物。

【技术特征摘要】
1.一种用于捕获细胞或溶液中生物分子的捕获筛，其特征在于：包括网状基体及形成于所述网状基体上的捕获层，所述捕获层包括能够与目标细胞或分子特异性结合的捕获物。2.根据权利要求1所述的捕获筛，其特征在于：所述生物分子为溶液中的或由细胞表达的蛋白质、寡核苷酸、酶或它们的任意组合；所述捕获物为选自抗体、寡核苷酸及分子印迹聚合物中的一种或多种的组合；所述捕获物通过物理吸附和/或化学键结合至所述网状基体上。3.根据权利要求2所述的捕获筛，其特征在于：所述生物分子为上皮细胞黏附分子，所述目标细胞为循环肿瘤细胞，所述抗体为能够与被在循环肿瘤细胞表面表达的上皮细胞黏附分子特异性结合的抗-上皮细胞黏附分子抗体。4.根据权利要求3所述的捕获筛，其特征在于：所述抗体通过采用traut’s试剂或带有生物素-亲和素的硫醇盐分子连接至所述网状基体上。5.根据权利要求1所述的捕获筛，其特征在于：所述网状基体的尺寸为1-100mm×1-100mm，所述筛的孔为2µm-800µm。6.根据权利要求5所述的捕获筛，其特征在于：所述网状基体的尺寸为2-10mm×2-10mm，所述筛的孔为20µm-100µm。7.根据权利要求1所述的捕获筛，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：查梅特·杰罗姆，颜菁，鲍尔·沃尔夫冈安德烈斯·克里斯蒂安，余子夷，杨洋，
申请(专利权)人：苏州博福生物医药科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32