一种癌症透析芯片制造技术

本申请公开了一种癌症透析芯片，包括：该透析芯片上设有四组入口和两组出口，分别为血液入口、磁珠入口、两组缓冲液入口、血液出口以及磁珠出口；该透析芯片由两个单元组成，分别为微混合器单元和确定性侧向位移单元；所述微混合器单元设有两个入口，用于将血液和磁珠溶液以10ml/min的流速打入透析芯片；其技术要点为，本发明专利技术采用微流控微混合器单元可增加循环肿瘤细胞和磁珠接触的概率，从而增加肿瘤细胞被捕获的效率；本发明专利技术采用确定性侧向位移微流控单元，通过微柱子的错位排放可以使得大于临界直径的粒子被分离，即往上或往下流动；而小于临界直径的粒子则以直线的轨迹流动，从而达到分离的效果。到分离的效果。到分离的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种癌症透析芯片


[0001]本专利技术属于生物医学工程领域，具体是一种癌症透析芯片。

技术介绍

[0002]在生物医学工程中，实体肿瘤包含了固定在组织的肿瘤细胞和在体液里的移动肿瘤细胞；绝大部分的移动肿瘤细胞是以循环肿瘤细胞的形式在血液里流动循环，且其数量极少；循环肿瘤细胞是转移过程一个重要的媒介，这群细胞从原发肿瘤位置脱落进入血管，经过一定时间的循环后可在远方侵入新的组织，形成一个新的转移灶；因此，如何选择性地杀死血液内的循环肿瘤细胞来阻止转移的发生是临床肿瘤学的一个难题。
[0003]一个可针对循环肿瘤细胞的治疗方法必须符合几个条件。第一，此方法需要在合理的时间范围内处理大量的血液容量(人类大约有5L的血液)。第二，如同肾透析，此方法应可以连续性且长时间地处理血液，不会因为处理时间而导致治疗效率降低。第三，此方法应可以捕获或杀死不同表型的循环肿瘤细胞。最后，此方法不应该有严重的副作用；
[0004]目前最常见的癌症治疗方法如手术和放射治疗均只能杀死实体肿瘤，无法对循环肿瘤细胞起任何效果；化疗虽然可以杀死循环肿瘤细胞，但是化疗也会对正常细胞有影响，因此副作用较大；
[0005]体外分离循环肿瘤细胞是一种具有可行性的循环肿瘤细胞治疗方案；这种技术旨在将血液抽出并泵入一个可以捕获或杀死循环肿瘤细胞的体外装置，一旦肿瘤细胞被处理后，剩下的血液将返回病人体内；现有的体外分离循环肿瘤细胞技术主要是用表面修饰EpCAM抗体的某种捕获装置，当血液中的循环肿瘤细胞经过这些抗体时会与抗体发生相互作用，从而将循环肿瘤细胞捕获在装置的表面，其余的血细胞不会有影响；这种技术存在的问题是只能捕获上皮循环肿瘤细胞表型，会有高达50％的间充质和混合表型的循环肿瘤细胞无法被捕获；此外，现有技术中所使用的流速都比较慢，一般在于1ml/min的范围；倘若应用在人体上，所需的处理时间将会超过一天。

技术实现思路

[0006](一)产品的用途
[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种癌症透析芯片，以高通量(流速为10ml/min)与连续性地从血液分离不同表型的循环肿瘤细胞，并且将无肿瘤细胞的血液返回体内。
[0008](二)技术方案
[0009]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0010]一种癌症透析芯片，包括：
[0011]该透析芯片上设有四组入口和两组出口，分别为血液入口、磁珠入口、两组缓冲液入口、血液出口以及磁珠出口；
[0012]该透析芯片由两个单元组成，分别为微混合器单元和确定性侧向位移单元；
[0013]所述微混合器单元设有两个入口，用于将血液和磁珠溶液以10ml/min的流速打入透析芯片，且微混合器单元是由七个环形且带有突出物的混合单元组成，并且七个混合单元的排列方式为非对称式上下颠倒；
[0014]所述确定性侧向位移单元与微混合器单元的末端连接，且确定性侧向位移单元设有两个入口和两个出口，分别是两个以磷酸盐缓冲盐溶液为缓冲液的缓冲液入口，一个血液出口和一个磁珠出口；缓冲液是以14ml/min的流速进入透析芯片，所述确定性侧向位移单元可分成两个区域；第一个区域是将细胞
‑
磁珠复合体和磁珠从血液里往上或下位移的分离区域；第二个区域是用于阻挡磁珠进入血液出口的过滤区域。
[0015]进一步的，所述非对称上下颠倒即下一个混合单元是上一个单元的上下颠倒。
[0016]进一步的，每个所述混合单元可分成400微米宽的主要通道和200微米宽的次要通道，每个通道里都设有3个突出物。
[0017]进一步的，所述主要通道内的突出物高度和宽度分别为200微米和100微米，而次要通道内的突出物则分别为100微米和50微米。
[0018]进一步的，所述确定性侧向位移单元内的第一个区域设有若干个长度为52微米的等边三角形微柱，每行共有9个微柱，并以20行9列微柱为一组重复20遍；两行微柱之间的距离为80微米，并且每一行连续两个微柱中心点的距离为16微米；
[0019]基于上述设计参数，所述确定性侧向位移单元的临界直径是30微米。
[0020]进一步的，所述确定性侧向位移单元内的第二个区域是由多个椭圆形的微柱形成捕获单元，其中捕获单元的开口大小为70微米，两个捕获单元之间的纵横距离分别为110微米和220微米，过滤区域中最小的距离为35微米。
[0021]进一步的，配合所述透析芯片使用的是经过核酸适配体修饰的磁珠，具体为：50微米链霉亲和素化磁珠，通过链霉亲和素和生物素的相互作用，将EpCAM核酸适配体和CSV核酸适配体修饰在磁珠上；
[0022]细胞的释放则是通过加入对应两个核酸适配体的互补序列；该互补序列与核酸适配体的亲和力更强，因此核酸适配体在有互补序列的情况下会优先与互补序列结合，从而释放已捕获的肿瘤细胞。
[0023]该透析芯片的制备步骤为：
[0024]S1、使用AutoCad软件绘制透析芯片的设计图；
[0025]S2、通过光刻法刻制透析芯片模具，其高度为80微米；
[0026]S3、选择聚二甲基硅氧烷材料，以5：1的比例摄取聚二甲基硅氧烷材料和其固化剂，并混合均匀；
[0027]S4、放入真空干燥器内，抽空45分钟至气泡消失，随后将其倒入模具并在80℃的温度下固化2小时；
[0028]S5、将固化好的聚二甲基硅氧烷芯片进行切割，使用5mm打孔器在出入口打孔，之后使用等离子清洗仪清洗芯片和玻片，将芯片结合在玻片上；
[0029]S6、在80℃的温度下固化已结合好的透析芯片20分钟；
[0030]S7、在出入口插入L形的不锈钢管，并在不锈钢管周围涂抹未固化的聚二甲基硅氧烷材料；
[0031]S8、将透析芯片放入200℃烤箱固化24小时，将不锈钢管周围的聚二甲基硅氧烷材
料固体化和强化芯片整体的强度。
[0032](三)有益效果
[0033]一是，本专利技术采用用于捕获循环肿瘤细胞的磁珠
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核酸适配体方法，磁珠的表面上将会被修饰核酸适配体，当肿瘤细胞与磁珠
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核酸适配体复合物接触时，肿瘤细胞表面的蛋白将与核酸适配体发生相互反应并结合，从而把肿瘤细胞捕获在磁珠表面上；
[0034]二是，本专利技术采用微流控微混合器单元，该单元是一种可以将两种液体快速混合的微流控技术，而在此产品中微混合器的目的是为了将血液和磁珠
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核酸适配体溶液快速混合均匀，增加循环肿瘤细胞和磁珠接触的概率，从而增加肿瘤细胞被捕获的效率；
[0035]此微混合器结合了3种不同的混合机制：i)曲线微结构产生的迪恩力、ii)不对称分裂与重合流体和iii)通道阻碍物；
[0036]三是，本专利技术采用确定性侧向位移微流控单元，该单元是一种可以分离不同大小粒子的微流控技术，通过微柱子的错位排放可以使得大于临界直径的粒子被分离，即往上或往下流动；而小于临界直径的粒子则以直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种癌症透析芯片，其特征在于，包括：该透析芯片上设有四组入口和两组出口，分别为血液入口(1)、磁珠入口(2)、两组缓冲液入口(3)、血液出口(4)以及磁珠出口(5)；该透析芯片由两个单元组成，分别为微混合器单元和确定性侧向位移单元；所述微混合器单元设有两个入口，用于将血液和磁珠溶液以10ml/min的流速打入透析芯片，且微混合器单元是由七个环形且带有突出物的混合单元组成，并且七个混合单元的排列方式为非对称式上下颠倒；所述确定性侧向位移单元与微混合器单元的末端连接，且确定性侧向位移单元设有两个入口和两个出口，分别是两个以磷酸盐缓冲盐溶液为缓冲液的缓冲液入口，一个血液出口和一个磁珠出口；缓冲液是以14ml/min的流速进入透析芯片，所述确定性侧向位移单元可分成两个区域；第一个区域是将细胞
‑
磁珠复合体和磁珠从血液里往上或下位移的分离区域；第二个区域是用于阻挡磁珠进入血液出口的过滤区域。2.如权利要求1所述的一种癌症透析芯片，其特征在于：所述非对称上下颠倒即下一个混合单元是上一个单元的上下颠倒。3.如权利要求1所述的一种癌症透析芯片，其特征在于：每个所述混合单元可分成400微米宽的主要通道和200微米宽的次要通道，每个通道里都设有3个突出物。4.如权利要求3所述的一种癌症透析芯片，其特征在于：所述主要通道内的突出物高度和宽度分别为200微米和100微米，而次要通道内的突出物则分别为100微米和50微米。5.如权利要求1所述的一种癌症透析芯片，其特征在于：所述确定性侧向位移单元内的第一个区域设有若干个长度为52微米的等边三角形微柱，每行共有9个微柱，并以20行9列微柱为一组重复20遍；两行微柱之间的距离为80微米，并且每一行连续两个微柱中...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑国旋，韩平畴，潘荣斌，
申请(专利权)人：江西微润芯璟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：