用于单细胞外囊泡分离分析的微流控制芯片、系统、方法技术方案

用于单细胞外囊泡分离分析的微流控制芯片、系统、方法，所述微流控制芯片包括流动层和控制层；流动层包括样品/空气进口、废液出口、内含收缩和扩张结构的微米级捕获通道、微米级气体流动通道、微米级单细胞捕获结构，微米级单个微球捕获结构；控制层包括空气进口、微米级气体流动通道、微米级凸起结构。一种用于单细胞外囊泡分离分析的微流控制芯片成像系统，由所述微流控制芯片、微量注射泵、压力控制器、毛细软管、PFA管和荧光显微镜组成。本发明专利技术的微流控制芯片可以同时实现对单个细胞和单细胞分泌外囊泡表面所表达的生物标志物的分析。在单细胞分辨率下实现癌细胞耐药性与细胞和细胞分泌外囊泡表面生物标志物蛋白表达量的相关性分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微流控芯片、细胞分析和分析，特别涉及一种用于单细胞外囊泡分离和分析的微流控制芯片、系统及方法。

技术介绍

1、细胞外囊泡是由细胞分泌至细胞外环境的纳米级尺寸(30-200nm)的囊泡。几乎所有类型的细胞包括正常细胞和癌细胞均可以分泌外囊泡，且在多种类型的癌症中都发现癌细胞分泌的外囊泡数量相较于正常细胞有着明显的增加。细胞外囊泡作为一种潜在的生物标志物，具有在体液内的丰度较高、携带多种可以反映其来源细胞状态的生物标志物和其类脂质体膜结构可维持外囊泡完整性等优势。目前，细胞外囊泡已被证明在细胞间通讯、疾病诊断、治疗和预后中发挥着非常重要的作用。尤其是癌细胞分泌的外囊泡所携带的多种生物标志物蛋白的差异性表达已被证实与癌症的发生和转移相关。但是由于细胞外囊泡的尺寸较小且异质性较强，其分离和检测面临着巨大的挑战。微流控制芯片作为一种可精确操控微米级甚至纳米级尺寸颗粒的技术，具有可实现单颗粒的高效分离、高通量分析、可集成多个分析步骤和可实现少量/微量样品的分析等优势。因此，在单细胞分析、细胞外囊泡分选、药物筛选及评估中扮演着重要角色。单细胞分析因其可以揭本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于单细胞外囊泡分离分析的微流控制芯片，其特征在于，包括上层的流动层和下层的控制层；流动层包括三个进口，分别为进口I(9)、进口II(10)和进口Ⅲ(11)，以及一个废液出口(5)、微米级捕获通道(6)、微米级气体流动通道(8)、微米级扩张结构I(23)、微米级单个微球捕获结构(24)、微米级收缩结构I(25)、微米级单细胞捕获结构(26)、微米级扩张结构II(27)、微米级收缩结构II(28)；其中，进口I(9)和进口II(10)均连通微米级捕获通道(6)入口，进口I(9)用于引入细胞悬浮液，进口II(10)用于引入微球悬浮液；微米级气体流动通道(8)和进口Ⅲ(11)连接，进口...

【技术特征摘要】

1.一种用于单细胞外囊泡分离分析的微流控制芯片，其特征在于，包括上层的流动层和下层的控制层；流动层包括三个进口，分别为进口i(9)、进口ii(10)和进口ⅲ(11)，以及一个废液出口(5)、微米级捕获通道(6)、微米级气体流动通道(8)、微米级扩张结构i(23)、微米级单个微球捕获结构(24)、微米级收缩结构i(25)、微米级单细胞捕获结构(26)、微米级扩张结构ii(27)、微米级收缩结构ii(28)；其中，进口i(9)和进口ii(10)均连通微米级捕获通道(6)入口，进口i(9)用于引入细胞悬浮液，进口ii(10)用于引入微球悬浮液；微米级气体流动通道(8)和进口ⅲ(11)连接，进口ⅲ(11)引入空气；微米级扩张结构i(23)、微米级收缩结构i(25)、微米级扩张结构ii(27)和微米级收缩结构ii(28)设置在微米级捕获通道(6)内；微米级单个微球捕获结构(24)和微米级单细胞捕获结构(26)分别设置在微米级收缩结构i(25)的左右两侧的微米级捕获通道(6)内；排布顺序依次是微米级扩张结构i(23)、微米级收缩结构i(25)、微米级扩张结构ii(27)和微米级收缩结构ii(28)；控制层包括进口ⅳ(16)、微米级气体流动通道(13)、微米级凸起结构(14)；其中，进口ⅳ(16)和微米级气体流动通道(13)入口相连接，进口ⅳ(16)通入空气。

2.根据权利要求1所述的一种用于单细胞外囊泡分离分析的微流控制芯片，其特征在于，微米级单个微球捕获结构(24)和微米级单细胞捕获结构(26)根据微球和细胞的尺寸大小进行设计，均由两个镜像排列的pdms微柱构成；微米级单个微球捕获结构(24)的长度50～100μm，宽度20～55μm，内置凹槽的半径为20～30μm，内置狭缝宽度为20～30μm；微米级单细胞捕获结构(26)的长度15～36μm，宽度10～20μm，内置凹槽的半径为5～10μm，内置狭缝宽度为4～6μm；微米级单细胞捕获结构(26)和微米级单个微球捕获结构(24)之间的距离为150～200μm。

3.根据权利要求1所述的一种用于单细胞外囊泡分离分析的微流控制芯片，其特征在于，所述微流控制芯片为特殊设计的六排并列的阵列结构，每一排包括9个单元，共54个单元；每个单元由一段长度为0.25～0.50cm、通道内无任何收缩扩张结构时的宽度为100～200μm的微米级捕获通道(6)，长度为0.35～0.75cm、宽度为100～200μm的流动层微米级气体流动通道(8)，一个微米级单个微球捕获结构(24)，一个微米级单细胞捕获结构(26)，一个微米级扩张结构i(23)，一个微米级扩张结构ii(27)，一个微米级收缩结构i(25)，一个微米级收缩结构ii(28)和长度为450～900μm，宽度为150～300μm的控制层的两个微米级凸起结构(14)，长度为0.25～0.50cm、宽度为350～400μm的控制层微米级气体流动通道(13)组成。

4.根据权利要求1所述的一种用于单细胞外囊泡分离分析的微流控制芯片，其特征在于，微米级扩张...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明丽，白俊杰，魏星，王建华，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：