本发明专利技术涉及一种定量检测血液中癌细胞的微流控芯片，包括：细胞封装模块，用于生成并排出包裹不同细胞的各类液滴；混合模块，用于将各类液滴中所包含的溶液成分分别进行混合；孵化模块，用于孵化混合后的各类液滴；“T形”夹流液滴生成模块，用于生成包含检测混合试剂的液滴；液滴融合模块，用于将“T形”夹流液滴生成模块和孵化模块的液滴融合成大液滴；液滴捕获模块，用于捕获融合后的大液滴。本发明专利技术将细胞封装、混合、孵化、“T形”夹流液滴生成、液滴融合和液滴捕获等功能集成在一片微流控芯片上，一体化结构设计可简化检测操作、提高检测效率。提高检测效率。提高检测效率。
【技术实现步骤摘要】
定量检测血液中癌细胞的微流控芯片
[0001]本专利技术涉及微流控芯片
，尤其是一种定量检测血液中癌细胞的微流控芯片。
技术介绍
[0002]循环肿瘤细胞(Circulatingtumorcells，CTCs)是存在于外周血中的各类肿瘤细胞的统称，在临床上被认为是肿瘤发生转移的早期征兆，检测血液中循环肿瘤细胞CTCs的数量对癌症病情的早期诊断及分期具有重要意义。准确高效的定量检测血液中癌细胞的一大挑战是血液中CTCs数量极其稀少，通常1ml血液中只存在1
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100个CTCs，存在1010量级的红细胞以及104量级的白细胞，即使经过微流控芯片富集后的CTCs溶液中也会存在大量的白细胞。目前用于检测富集后的CTCs方法主要有免疫检测和分子检测，免疫检测通过抗原与抗体的特异性结合对CTCs进行检测，主要包含免疫组织化学技术、上皮细胞免疫斑点技术和流式细胞术，分子检测主要是通过基因表达来对CTCs进行检测，使用较为广泛的技术是RT
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PCR技术以及LAMP技术。上述方法存在操作复杂，需要专业人员操作，检测成本高的问题。
[0003]液滴微流控技术可以高效的提供大量纳升甚至是飞升级别的单分散液滴作为独立的反应容器，在单细胞分析、酶动力学、蛋白质合成及高通量筛选等研究领域展现出了强大的潜力。通过将液滴微流控技术与CTCs分子检测方法结合，可以显著提高其检测效率、精度和通量，减少样品与试剂的消耗。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的缺陷，本专利技术提供一种定量检测血液中癌细胞的微流控芯片，目的是简化肿瘤细胞检测流程、对肿瘤细胞数量进行精确检测。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种定量检测血液中癌细胞的微流控芯片，包括：
[0007]细胞封装模块，包括层流流道、第一氟化油流道和出流流道，所述层流流道供样品溶液及细胞裂解液分层流动，所述第一氟化油流道出口及层流流道出口同时和所述出流流道入口连接；
[0008]混合模块，包括连续折弯的混合流道，所述混合流道入口与所述出流流道出口连接；
[0009]孵化模块，包括抽油流道和第一主流道，所述抽油流道用于使第一氟化油排出，所述第一主流道入口与所述混合流道的出口连接；
[0010]液滴融合模块，包括沿流动方向依次设置的前段流道、中段流道和后段流道，所述前段流道入口与所述第一主流道出口连接，所述前段流道、后段流道的宽度小于所述中段流道的宽度；
[0011]“T形”夹流液滴生成模块，包括混合试剂流道和第二氟化油流道，所述混合试剂流
道和第二氟化油流道出口通过同一出流管与所述前段流道的入口连接；
[0012]液滴捕获模块，包括连续折弯的第二主流道，所述第二主流道中沿流动方向设有若干用于捕获液滴的捕获结构。
[0013]其进一步技术方案为：
[0014]所述细胞封装模块的结构还包括样品溶液流道、细胞裂解液流道，所述样品溶液流道的一端设有样品溶液入口、所述细胞裂解液流道的一端设有细胞裂解液入口；所述样品溶液流道、细胞裂解液流道的另一端出口交叉汇合，并与所述层流流道的入口连接；
[0015]所述第一氟化油流道呈对称结构，且具有第一氟化油入口、两个180
°
相向设置的出口，所述层流流道的出口垂直对接于所述第一氟化油流道的两出口之间，并同时与所述出流流道入口连接。
[0016]所述混合流道为“S”形布置的弯曲流道，其宽度b1小于由所述出流流道排出的单个液滴直径。
[0017]所述第一主流道为“S”形布置的弯曲流道，其宽度b3大于等于由所述出流流道排出的单个液滴直径的3倍。
[0018]抽油流道与第一主流道之间设有筛选流道，所述筛选流道用于连通抽油流道与第一主流道；位于同一横截面上的所述筛选流道与其两侧的抽油流道和第一主流道构成“凹”字形结构，所述筛选流道的宽度b2大于等于由所述出流流道排出的单个液滴直径的两倍，所述筛选流道的高度h1小于等于由所述出流流道排出的单个液滴直径的1/2。
[0019]所述抽油流道一端连接抽油泵接口。
[0020]所述前段流道的宽度b4、所述后段流道的宽度b6均小于由所述出流流道排出的单个液滴直径，所述中段流道的宽度b5为所述出流流道排出的单个液滴直径的1.5
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2倍；所述前段流道与所述中段流道之间、所述中段流道与所述后段流道之间顺滑过渡。
[0021]所述捕获结构包括槽体，所述槽体形成于所述第二主流道侧壁上，所述槽体的开口端为紧缩部，所述槽体的底面上设有连通部，所述连通部贯穿于第二主流道的侧壁。
[0022]所述第二主流道为“S”形布置的弯曲流道，其末端设有废液出口；所述第二主流道的宽度b7小于由所述出流流道排出的单个液滴直径；
[0023]所述紧缩部的宽度b8等于由所述出流流道排出的单个液滴直径的0.8倍；
[0024]所述槽体的宽度b9大于由所述出流流道排出的单个液滴直径；
[0025]所述连通部的宽度b10小于由所述出流流道排出的单个液滴直径的0.2倍。
[0026]所述“T形”夹流液滴生成模块的结构还包括混合试剂入口和第二氟化油入口，所述混合试剂流道和第二氟化油流道分别与所述出流管垂直设置，所述出流管出口与所述前段流道的入口垂直连接，所述第一主流道出口与所述前段流道入口沿直线对接。
[0027]本专利技术的有益效果如下：
[0028]本专利技术将细胞封装、混合、孵化、“T形”夹流液滴生成、液滴融合和液滴捕获等功能集成在一片微流控芯片上，一体化结构设计可简化检测操作、提高检测效率。
[0029]本专利技术将液滴微流控技术应用于LAMP检测技术，利用液滴微流控技术实现对细胞和LAMP混合试剂的共封装，可应用于对产生荧光的液滴进行计数，实现对血液中癌细胞的定量检测，可以提高检测精度，减少样本和试剂的消耗。具有成本低、操作简单、易于集成、微型化等特点，可广泛应用于临床诊断、生物学研究、生化分析等领域，尤其适用于血液中
循环肿瘤细胞的定量检测，基因表达分析等方面。
[0030]本专利技术可与微流控分选芯片串联，直接用于定量检测血液中癌细胞。
[0031]本专利技术混合模块、孵化模块和捕获模块的流道的“S”形布置可节省幅面。
附图说明
[0032]图1为本专利技术的仰视结构示意图。
[0033]图2为本专利技术细胞封装模块的结构及工作原理示意图。
[0034]图3为本专利技术混合模块的结构及工作原理示意图。
[0035]图4为本专利技术孵化模块的结构及工作原理示意图。
[0036]图5为图4中A
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A截面剖视图沿水平轴的镜像视图。
[0037]图6为图4中B
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B截面剖视图顺时针旋转90度视图。
[0038]图7为本专利技术“T形”夹流液滴生成模块的结构及工作原理示意图。
[0039]图8为本专利技术液滴融合本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种定量检测血液中癌细胞的微流控芯片，其特征在于，包括：细胞封装模块(1)，包括层流流道(13)、第一氟化油流道和出流流道(12)，所述层流流道(13)供样品溶液及细胞裂解液分层流动，所述第一氟化油流道出口及层流流道(13)出口同时和所述出流流道(12)入口连接；混合模块(2)，包括连续折弯的混合流道(16)，所述混合流道(16)入口与所述出流流道(12)出口连接；孵化模块(3)，包括抽油流道(17)和第一主流道(20)，所述抽油流道(17)用于使第一氟化油排出，所述第一主流道(20)入口与所述混合流道(16)的出口连接；液滴融合模块(5)，包括沿流动方向依次设置的前段流道(21)、中段流道(22)和后段流道(23)，所述前段流道(21)入口与所述第一主流道(20)出口连接，所述前段流道(21)、后段流道(23)的宽度小于所述中段流道(22)的宽度；“T形”夹流液滴生成模块(6)，包括检测混合试剂流道(61)和第二氟化油流道(62)，所述混合试剂流道(61)和第二氟化油流道(62)出口通过同一出流管(63)与所述前段流道(21)的入口连接；液滴捕获模块(4)，包括连续折弯的第二主流道(25)，所述第二主流道(25)中沿流动方向设有若干用于捕获液滴的捕获结构(24)。2.根据权利要求1所述的定量检测血液中癌细胞的微流控芯片，其特征在于，所述细胞封装模块(1)的结构还包括样品溶液流道(37)、细胞裂解液流道(38)，所述样品溶液流道(37)的一端设有样品溶液入口(9)、所述细胞裂解液流道(38)的一端设有细胞裂解液入口(14)；所述样品溶液流道(37)、细胞裂解液流道(38)的另一端出口交叉汇合，并与所述层流流道(13)的入口连接；所述第一氟化油流道呈对称结构，且具有第一氟化油入口(7)、两个180
°
相向设置的出口，所述层流流道(13)的出口垂直对接于所述第一氟化油流道的两出口之间，并同时与所述出流流道(12)入口连接。3.根据权利要求1所述的定量检测血液中癌细胞的微流控芯片，其特征在于，所述混合流道(16)为“S”形布置的弯曲流道，其宽度b1小于由所述出流流道(12)排出的单个液滴直径。4.根据权利要求1所述的定量检测血液中癌细胞的微流控芯片，其特征在于，所述第一主流道(20)为“S”形布置的弯曲流道，其宽度b3大于等于由所述出流流道(12)排出的单个液滴直径的3倍。5.根据权利要求1所述的定量检测血液中癌细胞的微流控芯片，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：项楠，蒋林，倪中华，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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