微流控芯片及外泌体提取方法技术

本发明专利技术涉及一种微流控芯片及外泌体提取方法。该微流控芯片包括旋转中心和至少一个提取机构，提取机构包括进样单元、捕获单元和收集单元，收集单元与捕获单元连接并位于捕获单元的下游，收集单元包括废液池、目标物池和三通微流道，废液池和目标物池通过三通微流道与载体过滤池连通，当洗脱液流入所述三通微流道时，三通微流道的与目标物池连接的支路的压强低于三通微流道的与废液池连接的支路的压强，以使含有目标物的洗脱液流向目标池。采用上述微流控芯片提取目标物时损失量小。微流控芯片提取目标物时损失量小。微流控芯片提取目标物时损失量小。

【技术实现步骤摘要】
微流控芯片及外泌体提取方法


[0001]本专利技术涉及微流控
，特别是涉及一种微流控芯片及外泌体提取方法。

技术介绍

[0002]外泌体是细胞经过“内吞
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融合
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外排”过程而形成的细胞外纳米级小囊泡，尺寸在30nm～150nm之间，在血液中含量高。外泌体具有穿过血脑屏障、转运核酸(miRNA)、蛋白质和脂质等生物活性分子的特性及功能。外泌体作为一种在细胞间交流、传递物质的载体，在受体细胞中发挥着调控作用，经研究发现在一系列生理和病理过程中起到了至关重要的作用。目前外泌体的提取主要来自血液、唾液、尿液、脑脊液、精液、唾液、胸腔积液和乳汁等体液。
[0003]外泌体的提取方法主要包括：超速离心法、密度梯度离心法、聚合物沉淀法(PEG
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base沉淀法)、超滤法、磁珠免疫法、试剂盒提取等。超速离心法是最常用的外泌体纯化手段，采用低速离心、高速离心交替进行，可分离到大小相近的囊泡颗粒。密度梯度离心法是利用超速离心形成密度阶层，富集外泌体进行富集。PEG
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base沉淀法利用聚乙二醇(PEG)可与疏水性蛋白和脂质分子结合共沉淀的特性，早先应用于从血清等样本中收集病毒，现在也被用来沉淀外泌体，其原理可能与竞争性结合游离水分子有关。超滤离心法是采用不同截留相对分子质量的超滤膜进行选择性分离。磁珠免疫法是利用外泌体表面有其特异性标记物(如CD63、CD9蛋白)，用包被抗标记物抗体的磁珠与外泌体囊泡孵育后结合后，可将外泌体吸附并分离出来。
[0004]然而，上述外泌体提取方法提取外泌体的方法通常具有时间长、操作复杂，需要大型仪器、成本高等不足。因而随着科学的进步，逐步出现了一些采用微流控技术实现外泌体提取的微流控芯片。例如，中国专利CN112517092A中的微流控芯片。采用这些微流控芯片提取外泌体时，操作简单、无需多次加样及换样，但外泌体的损失量较高，收获的外泌体的量较低。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要提供一种能减小外泌体损失量的微流控芯片。
[0006]此外，还提供一种能减少损失量的外泌体提取方法。
[0007]一种微流控芯片，包括旋转中心和至少一个提取机构，所述提取机构包括进样单元、捕获单元和收集单元；
[0008]所述进样单元包括进样池和分离池，所述进样池相较所述分离池更靠近所述旋转中心；
[0009]所述捕获单元与所述进样单元连接并位于所述进样单元的下游，所述捕获单元包括孵育池、载体过滤池、装载液池、装载液定量池和洗脱液池，所述进样池、所述分离池、所述孵育池和所述载体过滤池依次连通，所述装载液池、所述装载液定量池连通和所述孵育池依次连通，所述洗脱液池包括依次连通的洗脱液储腔、洗脱液定量腔、洗脱液一级腔和洗
脱液二级腔，所述洗脱液储腔较所述洗脱液定量腔更靠近所述旋转中心，所述洗脱液二级腔与所述载体过滤池连通；
[0010]所述收集单元与所述捕获单元连接并位于所述捕获单元的下游，所述收集单元包括废液池、目标物池和三通微流道，所述废液池和所述目标物池通过所述三通微流道与所述载体过滤池连通；当洗脱液流入所述三通微流道时，所述三通微流道的与所述目标物池连接的支路的压强低于所述三通微流道的与所述废液池连接的支路的压强，以使含有目标物的洗脱液流向所述目标池。
[0011]经本申请研究发现，传统微流控芯片是利用流体在加速状态下自身的偏移完成液体导向，通过改变旋转方向实现不同流向的控制，但这种方式容易发生分离不彻底，废液池中往往含有比较多的目标物。因此，上述微流控芯片通过当洗脱液流入三通微流道时，三通微流道的与目标物池连接的支路的压强低于三通微流道的与废液池连接的支路的压强的设计，使得含有目标物的洗脱液流向目标池，而不进入废液池，进而使得目标物池中的目标物更多，降低了目标物的损失量，提高了目标物的得率。
[0012]在其中一个实施例中，所述三通微流道的分支点与所述废液池之间的流道呈S形弯折结构。
[0013]在其中一个实施例中，所述分离池包括第一腔室、第二腔室和用于连接所述第一腔室和所述第二腔室的连接部，所述第一腔室与所述进样池连通，所述连接部具有连通所述第一腔室和所述第二腔室的连接通道，连通所述分离池与所述孵育池的微流道靠近所述连接通道且其深度小于所述连接通道的深度。
[0014]在其中一个实施例中，所述微流控芯片具有盖合面，所述连接通道内设有台阶结构，所述台阶结构靠近连通所述分离池与所述孵育池的微流道，所述台阶结构的靠近所述盖合面的表面与连通所述分离池与所述孵育池的微流道的底面相接。
[0015]在其中一个实施例中，所述连接通道内设有斜坡结构，所述斜坡结构靠近连通所述分离池与所述孵育池的微流道，所述斜坡结构的斜坡面与连通所述分离池与所述孵育池的微流道的底面相接。
[0016]在其中一个实施例中，所述孵育池包括滤膜室和与所述滤膜室连通的混合室，所述滤膜室与所述分离池连通，所述装载液定量池与所述混合室连通，所述滤膜室设置有第一滤膜结构，所述第一滤膜结构包括与所述滤膜室相匹配的第一基框和位于所述第一基框上的第一滤膜，所述第一滤膜靠近所述滤膜室的进液口，所述第一基框靠近所述滤膜室的出液口；
[0017]及/或，所述载体过滤池内设有第二滤膜结构，所述第二滤膜结构包括与所述载体过滤池相匹配的第二基框和位于所述第二基框上的第二滤膜，所述第二滤膜靠近所述载体过滤池的进液口，所述第二基框靠近所述载体过滤池的出液口。
[0018]在其中一个实施例中，所述第一基框和所述滤膜室的出液口之间和/或所述第二基框与所述载体过滤池的出口之间设置有助流结构，所述助流结构呈台阶状或斜坡状。
[0019]在其中一个实施例中，所述分离池与所述孵育池、所述装载液定量池与所述孵育池、所述孵育池与所述载体过滤池、所述洗脱液储腔与所述洗脱液定量腔、所述洗脱液定量腔与所述洗脱液一级腔、所述洗脱液一级腔与洗脱液二级腔、和所述洗脱液二级腔与所述载体过滤池中的至少一组是通过虹吸流道连通。
[0020]在其中一个实施例中，所述虹吸流道的宽度为150μm～500μm，所述虹吸流道的深度为100μm～500μm。
[0021]在其中一个实施例中，所述三通微流道的分支点与所述废液池之间的流道的宽度为0.5mm～5mm，深度为150μm～700μm。
[0022]一种外泌体的提取方法，使用上述的微流控芯片进行提取，所述提取方法包括以下步骤：
[0023]将含有外泌体的原料加至进样池；
[0024]控制所述微流控芯片的转速，以使所述原料依次经分离池、孵育池及载体过滤池后，在洗脱液的作用下所述原料中的外泌体进入目标池。
[0025]在其中一个实施例中，控制所述微流控芯片的转速，以使所述原料依次经过分离池、孵育池及载体过滤池后，在洗脱液的作用下所述原料中的外泌体进入目标物池的步骤包括：
[0026]S1：控制所述微流控芯片在第一转速下离心，使原料从进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微流控芯片，其特征在于，包括旋转中心和至少一个提取机构，所述提取机构包括进样单元、捕获单元和收集单元；所述进样单元包括进样池和分离池，所述进样池相较所述分离池更靠近所述旋转中心；所述捕获单元与所述进样单元连接并位于所述进样单元的下游，所述捕获单元包括孵育池、载体过滤池、装载液池、装载液定量池和洗脱液池，所述进样池、所述分离池、所述孵育池和所述载体过滤池依次连通，所述装载液池、所述装载液定量池连通和所述孵育池依次连通，所述洗脱液池包括依次连通的洗脱液储腔、洗脱液定量腔、洗脱液一级腔和洗脱液二级腔，所述洗脱液储腔较所述洗脱液定量腔更靠近所述旋转中心，所述洗脱液二级腔与所述载体过滤池连通；所述收集单元与所述捕获单元连接并位于所述捕获单元的下游，所述收集单元包括废液池、目标物池和三通微流道，所述废液池和所述目标物池通过所述三通微流道与所述载体过滤池连通；当洗脱液流入所述三通微流道时，所述三通微流道的与所述目标物池连接的支路的压强低于所述三通微流道的与所述废液池连接的支路的压强，以使含有目标物的洗脱液流向所述目标池。2.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述三通微流道的分支点与所述废液池之间的流道呈S形弯折结构。3.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述分离池包括第一腔室、第二腔室和用于连接所述第一腔室和所述第二腔室的连接部，所述第一腔室与所述进样池连通，所述连接部具有连通所述第一腔室和所述第二腔室的连接通道，连通所述分离池与所述孵育池的微流道靠近所述连接通道且其深度小于所述连接通道的深度。4.根据权利要求3所述的微流控芯片，其特征在于，所述微流控芯片具有盖合面，所述连接通道内设有台阶结构，所述台阶结构靠近连通所述分离池与所述孵育池的微流道，所述台阶结构的靠近所述盖合面的表面与连通所述分离池与所述孵育池的微流道的底面相接。5.根据权利要求3所述的微流控芯片，其特征在于，所述连接通道内设有斜坡结构，所述斜坡结构靠近连通所述分离池与所述孵育池的微流道，所述斜坡结构的斜坡面与连通所述分离池与所述孵育池的微流道的底面相接。6.根据权利要求1所述的微流控芯片，其特征在于，所述孵育池包括滤膜室和与所述滤膜室连通的混合室，所述滤膜室与所述分离池连通，所述装载液定量池与所述混合室连通，所述滤膜室设置有第一滤膜结构，所述第一滤膜结构包括与所述滤膜室相匹配的第一基框和位于所述第一基框上的第一滤膜，所述第一滤膜靠近所述滤膜室的进液口，所述第一基框靠近所述滤膜室的出液口；及/或，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：董鸣，王洪，赵靓，刘学宇，
申请(专利权)人：广州国家实验室，
类型：发明
国别省市：