一种微流控芯片，包括筛选管道，筛选管道中提供并列设置的入口通道和出口通道，入口通道和出口通道由分割部间隔开，分割部设置有筛选单元。筛选单元连通入口通道和出口通道，筛选管道包含转弯段，且转弯段中入口通道的离心侧设置有连通出口通道的筛选单元，所述微流控芯片可实现目标细胞高效的截留。还包括使用上述微流控芯片的细胞筛选装置及细胞筛选方法。述微流控芯片的细胞筛选装置及细胞筛选方法。述微流控芯片的细胞筛选装置及细胞筛选方法。
【技术实现步骤摘要】
一种微流控芯片及细胞筛选装置和方法
[0001]本公开涉及微流控芯片领域，具体涉及使用微流控芯片进行细胞筛选和捕获。
技术介绍
[0002]在各种生物检测场景中，需要利用细胞筛选装置从血液中将目标细胞分离出来，以对目标细胞进行进一步的操作，例如观测或者检验等。如在辐射暴露等条件下机体神经与免疫功能可能发生改变，此时需要检测不同阶段下的免疫细胞(Immune Cells)的状态，又如在实体肿瘤在生长过程中产生进入人体外周血的循环肿瘤细胞(CTC，Circulating Tumor Cells)，在适宜条件下这些细胞将进一步繁殖形成继发性肿瘤，严重影响病人病情的发展，因此需及时分离病人血液以检测CTC含量和观测CTC状态。
[0003]目前，以CTC为代表的液体活检技术已经在肿瘤筛查、预后检测、药效评价等多方面开展应用。通常，健康人的血液中是没有CTC的，一般患者的血液中，10mL血液中含有的CTC数目也只有1～10个。目前的规则是在7.5mL血液中，如果检测到的CTC数目大于5个，则病人预后较差；CTC数目小于等于5个，则病人预后较好。为了尽早地发现CTC，需要将CTC从人外周血中分离出来进行CTC数量的监测，为癌症病人的治疗及预后评估提供依据。然而，在1mL血液中约含有五百万个单核细胞，在此背景条件下获得CTC细胞犹如大海捞针，同时CTC浓度含量较低，筛选出单一的CTC需要装置具有极高的灵敏度和精确度。
[0004]目前对于筛选目标细胞的筛选方法主要有两类：基于抗原抗体的免疫亲和捕获法和物理特性筛选法，这里以CTC为例对两种方法进行简单介绍。基于抗原抗体的免疫亲和捕获法是利用CTC与血液中其他细胞表面标志物的差异以达到筛选的目的，基于CTC表面的特异性抗原，通过固定在基底表面或磁性颗粒上的针对CTC表面特异性抗原的抗体或核酸适配体，实现循环肿瘤细胞的特异性捕获并与血液中其他细胞实现分离。但这种方法具有较大的缺陷：由于CTC的个体异质性较高，基于抗体的免疫亲和捕获法只能捕获上皮来源肿瘤细胞，具有较高的假阴性，容易漏检其他不同来源的肿瘤细胞，如间质来源、干细胞来源等肿瘤细胞。
[0005]物理特性筛选法是利用CTC与血液中其他细胞物理性质的差异，如密度、大小、力学差异，实现CTC与其他细胞的分离。例如从大小上比较：CTC的直径约为10-20μm，而血细胞中红细胞直径约为6-9μm，血小板直径约为1-4μm，白细胞直径约为7-20μm。从密度上比较：CTC的密度较白细胞和红细胞的密度小。从力学特性上比较：CTC的可变形性不及血细胞。此时可根据上述物理差异设计小于CTC直径的微孔、微过滤网、微柱等筛选结构，当含有CTC的样品流经筛选结构时，CTC由于直径大不易变形而被卡在结构内，尺寸小的血细胞则随缓冲液一起流出，较大的白细胞被结构捕获时，由于白细胞比CTC硬度更小、变形性更大，加大缓冲液流速时，白细胞被冲走，CTC则留在筛选结构内，从而达到CTC分离目的。但现有的物理特性筛选法的缺点是装置捕获效果差，导致检测效率低。
技术实现思路
[0006]本公开的目的之一是提供一种微流控芯片，可实现目标细胞的高效捕获。
[0007]为实现上述目的的微流控芯片，包括筛选管道，在筛选管道中并列设置有入口通道和出口通道，入口通道和出口通道由分割部间隔开，分割部设置有筛选单元。筛选单元连通入口通道和出口通道；筛选管道包含转弯段，且转弯段中入口通道的离心侧设置有连通出口通道的筛选单元。
[0008]筛选管道还包括多个直线段，多个直线段分别由转弯段连接。
[0009]优选的，在直线段以所述芯片的宽面所在平面为截面，入口通道在延伸方向上的截面宽度逐渐变小然后逐渐变大。
[0010]优选的，筛选管道中多个转弯段首尾相连呈波浪线形状。
[0011]优选的，筛选单元的导流方向与入口通道的导流方向之夹角成锐角。
[0012]上述微流控芯片还包括进样口，出样口，连接进样口和多个筛选管道的入口侧的入液分流管道，以及连接出样口和多个筛选管道的出口侧的出液分流管道。其中，入液分流管道或/和出液分流管道为多级分流管道，多级分流管道的每级设置为两股分流，且相对于上一级，管道尺寸减半。
[0013]本公开的另一个目的是提供一种细胞筛选装置，包括进样泵组、微流控芯片和废液收集部，进样泵组用于将液体泵送到微流控芯片，废液收集部用于收集微流控芯片排出的废液，所述细胞筛选装置中的微流控芯片为上述微流控芯片。
[0014]细胞筛选装置还包括光发射器、光接收器。光发射器用于发射光到微流控芯片的筛选单元，光接收器用于接收反映筛选单元中目标细胞的光。
[0015]本公开的再一个目的是提供一种细胞筛选方法，利用微流控芯片筛选目标细胞。微流控芯片包括筛选阵列，筛选阵列包括筛选单元，筛选单元包括容置腔和筛选通道。在微流控芯片中旋转液体样本，以利用离心力引导目标细胞到筛选单元。
[0016]上述细胞筛选方法选用上述细胞筛选装置进行目标细胞的筛选。
[0017]上述微流控芯片通过设置转弯段，在转弯段中设置筛选单元，在细胞流过时，由于惯性，细胞受到远离旋转中心的离心力影响，导致细胞在转弯区会聚集到外侧筛选阵列，转弯区外侧的筛选阵列截留到的目标细胞数量较多，由此，相对于直线区，在转弯区能实现较佳的细胞捕获效果。
附图说明
[0018]本公开的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
[0019]图1是细胞筛选装置的示意图。
[0020]图2是微流控芯片的第一种实施方式的示意图。
[0021]图3是图2中A部分的放大图。
[0022]图4是微流控芯片的第二种实施方式的示意图。
[0023]图5是图4中B部分的放大图。
[0024]图6是微流控芯片的第三种实施方式的示意图。
[0025]图7是微流控芯片的直线段的一种变化的示意图。
[0026]图8是微流控芯片的第四种实施方式的示意图。
[0027]图9是微流控芯片的第五种实施方式的示意图。
[0028]图10是筛选单元的第一种实施方式示意图。
[0029]图11是图10中E部分的放大图。
[0030]图12是筛选单元的第二种实施方式的示意图。
[0031]图13是筛选单元的第三种实施方式的示意图。
[0032]图14是图13中F部分的放大图。
[0033]图15是筛选单元的第四种实施方式的示意图。
[0034]图16是筛选单元的第五种实施方式的示意图。
[0035]图17是筛选单元的第六种实施方式的示意图。
[0036]图18是阻挡部的放大图。
[0037]图19是微流控芯片的结构示意图。
[0038]图20是沿图19中H-H线的剖面图。
[0039]符号说明
[0040]1微流控芯片
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片(1)，包括筛选管道(10)，其特征在于，所述筛选管道(10)中并列设置有入口通道(11)和出口通道(12)，所述入口通道(11)和所述出口通道(12)由分割部(13)间隔开，所述分割部(13)设置有筛选单元(130)；所述筛选单元(130)连通所述入口通道(11)和所述出口通道(12)；所述筛选管道(10)包含转弯段(14)，且所述转弯段(14)中入口通道(11)的离心侧(111)设置有连通所述出口通道(12)的所述筛选单元(130)。2.如权利要求1所述的微流控芯片(1)，其特征在于，所述筛选管道(10)还包括多个直线段(15)，所述多个直线段(15)分别由所述转弯段(14)连接。3.如权利要求2所述的微流控芯片(1)，其特征在于，在所述直线段(15)，以所述微流控芯片(1)的宽面所在平面为截面，所述入口通道(11)在延伸方向上的截面宽度逐渐变小然后逐渐变大。4.如权利要求1所述的微流控芯片(1)，其特征在于，所述筛选管道(10)中多个所述转弯段(14)首尾相连呈波浪线形状。5.如权利要求1所述的微流控芯片(1)，其特征在于，所述筛选单元(130)的导流方向与所述入口通道(11)的导流方向之夹角成锐角。6.如权利要求1所述的微流控芯片(1)，其特征在于，该微流控芯片还包括：进样口(16)；出样口(17)；连接所述进样口(16)和多个所述筛选管道(10)的入口侧的入液分流...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨旸，庄紫云，姜奥，
申请(专利权)人：上海荧辉医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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