体外分析诊断仪、循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片及方法技术

本发明专利技术涉及一种体外分析诊断仪、循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片及方法。微流控芯片包括功能板，功能板的第一侧面上设有与样本入口连通初选流道及与初选流道连通精筛流道，精筛流道中远离循环肿瘤细胞聚集的一侧挖设有加深流道，加深流道沿所述精筛流道延伸方向设置且加深流道的深度大于精筛流道的深度。初选流道中作用力的平衡下，循环肿瘤细胞和白细胞会初步聚集成带，而后流入精筛流道内，在精筛流道中远离循环肿瘤细胞聚集的一侧挖设有加深流道，打乱精筛流道外壁附近的液体流动状态，使得白细胞能产生无序的运动状态，防止白细胞聚集于精筛流道内壁底部，便于后续把循环肿瘤细胞与白细胞分离开，利于循环肿瘤细胞的回收。回收。回收。

In vitro analytical diagnostic apparatus, microfluidic chip and method for sorting and enriching circulating tumor cells

【技术实现步骤摘要】
体外分析诊断仪、循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片及方法


[0001]本专利技术涉及细胞分选
，特别是涉及一种体外分析诊断仪、循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片及方法。

技术介绍

[0002]癌症在全球正常死因中排名第二，每6人中就有1人死于癌症。肿瘤转移是引起癌症90％的死亡原因。肿瘤转移过程就是肿瘤细胞从原发灶或转移灶上脱落，在淋巴系统或外周血中循环，从而入侵远端的组织，并形成新的肿瘤灶，最终导致患者死亡。这些脱落下来的肿瘤细胞就称为循环肿瘤细胞(circulating tumor cell,CTC)。因而通过检查血液中循环肿瘤细胞的数量和种类，即可监测肿瘤病变的动态变化，评估治疗效果。对分离出来的循环肿瘤细胞进行免疫分型、基因组测序等分析，可以找到药物靶点，从而实现个性化精准治疗。循环肿瘤细胞对于肿瘤早期筛查也极为重要，肿瘤在1
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2毫米时，影像学等手段很难检测出来。但是在很多中癌症的早期阶段，血液中就含有一定数量的循环肿瘤细胞。对于一些有高风险患者，定期的进行循环肿瘤细胞检测，有助于癌症的早发现，早治疗，避免病情恶化。
[0003]因此，从血液中分选和富集循环肿瘤细胞显得尤为重要，但是循环肿瘤细胞含量极低，通常情况下每毫升的血液中含1
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10个循环肿瘤细胞，每毫升白细胞的含量为数百万个，红细胞含量为数十亿个，要分选和富集循环肿瘤细胞的难度如同大海捞针。针对分选和富集循环肿瘤细胞的技术大致分为：免疫磁珠法、密度梯度离心法、膜过滤法、微流控芯片技术。其中，传统的微流控芯片的流道循环肿瘤细胞与白细胞容易重叠，不利于循环肿瘤细胞的回收。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述的问题，提供一种体外分析诊断仪、循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片及方法，能有效避免循环肿瘤细胞与白细胞重叠，利于循环肿瘤细胞的回收。
[0005]一种循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片，包括功能板，所述功能板的第一侧面上设有：
[0006]初选流道，与样本入口连通，用于使样本中的循环肿瘤细胞与白细胞初步聚集；及
[0007]精筛流道，与所述初选流道连通，所述精筛流道中远离循环肿瘤细胞聚集的一侧挖设有加深流道，所述加深流道沿所述精筛流道延伸方向设置且所述加深流道的深度大于所述精筛流道的深度。
[0008]上述循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片，将血液样本稀释后由样本入口通入初选流道，由于惯性升力、迪恩曳力等的受力影响，红细胞的直径较小，在初选流道中混乱无序的流动，而白细胞和循环肿瘤细胞的直径较大，在初选流道中作用力的平衡下，会初步聚
集成带，而后流入精筛流道内，循环肿瘤细胞刚聚体成细带，并靠近精筛流道内壁底部，而白细胞还未聚集于管道内壁底部，但白细胞和循环肿瘤细胞聚集的带靠得很近，通过在精筛流道中远离循环肿瘤细胞聚集的一侧挖设有加深流道，加深流道沿所述精筛流道延伸方向设置且所述加深流道的深度大于所述精筛流道的深度，打乱了精筛流道外壁附近的液体流动状态，使得惯性升力与迪恩曳力改变，破坏原有的平衡，从而使得白细胞能产生无序的运动状态，进而使得白细胞在精筛流道中分布更加均匀，避免白细胞聚体的带和循环肿瘤细胞重叠，同理红细胞也分布得更加均匀，既保证了不干扰循环肿瘤细胞的聚体，也防止了白细胞聚集于精筛流道内壁底部，便于后续把循环肿瘤细胞与白细胞分离开，利于循环肿瘤细胞的回收。
[0009]在其中一实施例中，所述加深流道的深度比所述精筛流道的深度大50μm
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200μm；或者所述加深流道的深度比所述精筛流道的深度大70μm
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120μm。
[0010]在其中一实施例中，所述精筛流道设计为循环肿瘤细胞的尺寸与水力直径之比小于等于0.5；或者所述精筛流道设计为循环肿瘤细胞的尺寸与水力直径之比小于等于0.07；或者所述精筛流道设计为循环肿瘤细胞的尺寸与水力直径之比为0.045～0.065；或者所述精筛流道设计为循环肿瘤细胞的尺寸与水力直径之比为0.05～0.06。
[0011]在其中一实施例中，所述功能板的第一侧面上还设有第一转弯流道，所述第一转弯流道的曲率半径大于所述精筛流道的曲率半径，所述第一转弯流道与所述精筛流道流通，所述加深流道对应地延伸至所述第一转弯流道中且位于远离循环肿瘤细胞聚集的一侧。
[0012]在其中一实施例中，所述功能板的第一侧面上还设有去除流道，所述去除流道与所述第一转弯流道远离精筛流道的一端连通，所述加深流道对应地延伸至所述去除流道中且位于远离循环肿瘤细胞聚集的一侧，所述去除流道中开设有贯穿所述去除流道壁面的分流孔。
[0013]在其中一实施例中，所述功能板的第一侧面上还设有第二转弯流道，所述第二转弯流道的曲率半径大于所述去除流道的曲率半径，所述第二转弯流道与所述去除流道远离所述第一转弯流道的一端连通，所述加深流道对应地延伸至所述第二转弯流道中且位于远离循环肿瘤细胞聚集的一侧。
[0014]在其中一实施例中，所述第二转弯流道远离所述去除流道的一端设有相互独立的回收流道与废液流道，所述回收流道与所述第二转弯流道中靠近循环肿瘤细胞聚集的一侧连通，所述废液流道与所述第二转弯流道中靠近加深流道的一侧连通。
[0015]在其中一实施例中，所述废液流道与所述回收流道流出的液体的占比为45％
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65％：3％
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20％；或者所述废液流道与所述回收流道流出的液体的占比为50％
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60％：5％
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10％。
[0016]在其中一实施例中，所述废液流道与所述回收流道呈往复回折结构。
[0017]在其中一实施例中，所述功能板的第二侧面上设有呈往复回折结构的缓冲流道，所述缓冲流道与所述分流孔连通。
[0018]在其中一实施例中，所述缓冲流道流出的液体的占比为30％
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70％；或者所述缓冲流道流出的液体的占比为45％
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60％。
[0019]在其中一实施例中，所述去除流道中对应所述分流孔入口处设有阻挡件，且所述
阻挡件位于所述分流孔远离所述加深流道的一侧，所述阻挡件沿所述去除流道的延伸方向的宽度大于所述分流孔的直径。
[0020]在其中一实施例中，沿所述去除流道的延伸方向依次设有多个分流孔，所述功能板的第二侧面上设有多个呈往复回折结构的缓冲流道，所述缓冲流道与所述分流孔一一对应连通；所述去除流道中对应所述分流孔入口处设有阻挡件，且所述阻挡件位于所述分流孔远离所述加深流道的一侧，所述阻挡件沿所述去除流道的延伸方向的宽度大于所述分流孔的直径。
[0021]在其中一实施例中，沿样本流动方向，多个所述分流孔与对应的所述加深流道的距离逐渐增大。
[0022]在其中一实施例中，沿样本流动方向，靠近所述第一转弯流道的分流孔对应的缓冲流道的长度大于其他缓冲流道的长度。
[0023]在其中一实施例中，所述初选流道包括依次连通的导入段、连接段及分选段，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片，其特征在于，包括功能板，所述功能板的第一侧面上设有：初选流道，与样本入口连通，用于使样本中的循环肿瘤细胞与白细胞初步聚集；及精筛流道，与所述初选流道连通，所述精筛流道中远离循环肿瘤细胞聚集的一侧挖设有加深流道，所述加深流道沿所述精筛流道延伸方向设置且所述加深流道的深度大于所述精筛流道的深度。2.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片，其特征在于，所述加深流道的深度比所述精筛流道的深度大50μm
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200μm；或者所述加深流道的深度比所述精筛流道的深度大70μm
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120μm。3.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片，其特征在于，所述精筛流道设计为循环肿瘤细胞的尺寸与水力直径之比小于等于0.5；或者所述精筛流道设计为循环肿瘤细胞的尺寸与水力直径之比小于等于0.07；或者所述精筛流道设计为循环肿瘤细胞的尺寸与水力直径之比为0.045～0.065；或者所述精筛流道设计为循环肿瘤细胞的尺寸与水力直径之比为0.05～0.06。4.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片，其特征在于，所述功能板的第一侧面上还设有第一转弯流道，所述第一转弯流道的曲率半径大于所述精筛流道的曲率半径，所述第一转弯流道与所述精筛流道流通，所述加深流道对应地延伸至所述第一转弯流道中且位于远离循环肿瘤细胞聚集的一侧。5.根据权利要求4所述的循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片，其特征在于，所述功能板的第一侧面上还设有去除流道，所述去除流道与所述第一转弯流道远离精筛流道的一端连通，所述加深流道对应地延伸至所述去除流道中且位于远离循环肿瘤细胞聚集的一侧，所述去除流道中开设有贯穿所述去除流道壁面的分流孔。6.根据权利要求5所述的循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片，其特征在于，所述功能板的第一侧面上还设有第二转弯流道，所述第二转弯流道的曲率半径大于所述去除流道的曲率半径，所述第二转弯流道与所述去除流道远离所述第一转弯流道的一端连通，所述加深流道对应地延伸至所述第二转弯流道中且位于远离循环肿瘤细胞聚集的一侧。7.根据权利要求6所述的循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片，其特征在于，所述第二转弯流道远离所述去除流道的一端设有相互独立的回收流道与废液流道，所述回收流道与所述第二转弯流道中靠近循环肿瘤细胞聚集的一侧连通，所述废液流道与所述第二转弯流道中靠近加深流道的一侧连通。8.根据权利要求7所述的循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片，其特征在于，所述废液流道与所述回收流道流出的液体的占比为45％
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65％：3％
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20％；或者所述废液流道与所述回收流道流出的液体的占比为50％
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60％：5％
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10％。9.根据权利要求7所述的循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片，其特征在于，所述废液流道与所述回收流道呈往复回折结构。10.根据权利要求5
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9任一项所述的循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片，其特征在于，所述功能板的第二侧面上设有呈往复回折结构的缓冲流道，所述缓冲流道与所述分流孔连通。11.根据权利要求10所述的循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片，其特征在于，所述缓
冲流道流出的液体的占比为30％
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70％；或者所述缓冲流道流出的液体的占比为45％
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60％。12.根据权利要求5
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9任一项所述的循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片，其特征在于，所述去除流道中对应所述分流孔入口处设有阻挡件，且所述阻挡件位于所述分流孔远离所述加深流道的一侧，所述阻挡件沿所述去除流道的延伸方向的宽度大于所述分流孔的直径。13.根据权利要求5
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9任一项所述的循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片，其特征在于，沿所述去除流道的延伸方向依次设有多个分流孔，所述功能板的第二侧面上设有多个呈往复回折结构的缓冲流道，所述缓冲流道与所述分流孔一一对应连通；所述去除流道中对应所述分流孔入口处设有阻挡件，且所述阻挡件位于所述分流孔远离所述加深流道的一侧，所述阻挡件沿所述去除流道的延伸方向的宽度大于所述分流孔的直径。14.根据权利要求13所述的循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片，其特征在于，沿样本流动方向，多个所述分流孔与对应的所述加深流道的距离逐渐增大。15.根据权利要求13所述的循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片，其特征在于，沿样本流动方向，靠近所述第一转弯流道的分流孔对应的缓冲流道的长度大于其他缓冲流道的长度。16.根据权利要求1
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9任一项所述的循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯片，其特征在于，所述初选流道包括依次连通的导入段、连接段及分选段，所述导入段远离所述连接段的一端与所述样本入口连通，所述导入段呈往复回折结构。17.根据权利要求16所述的循环肿瘤细胞分选富集的微流控芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒙玄，杨家敏，
申请(专利权)人：广州万孚生物技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：