用于捕获循环肿瘤细胞的细胞栅栏结构及其微流控芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于捕获循环肿瘤细胞的细胞栅栏结构及其微流控芯片。该细胞栅栏结构包括内圈细胞栅栏结构、外圈细胞栅栏结构以及样品细胞溶液进口通道；所述外圈细胞栅栏结构包括与样品细胞溶液进口通道输出口相连通的连通部以及和连通部相衔接的通道部，通道部设置于内圈细胞栅栏结构的外围，内圈细胞栅栏结构的进口位于连通部内且与样品细胞溶液进口通道输出口相对。本实用新型专利技术用于捕获循环肿瘤细胞的细胞栅栏结构通过设置有内圈细胞栅栏结构和外圈细胞栅栏结构，由于外圈细胞栅栏结构的存在可以防止样品细胞溶液中的循环肿瘤细胞不被挤出，起到双重保护的作用，从而可实现对循环肿瘤细胞的高效、准确捕获。

Cell barrier structure for capturing circulating tumor cells and microfluidic chip

The utility model discloses a cell fence structure for capturing circulating tumor cells and a microfluidic chip. The cell fence structure comprises an inner ring and outer ring fence fence structure cell cell structure and cell sample solution inlet channel; the outer ring fence structure includes a connecting cell connected with a sample cell solution inlet channel output port is communicated with the Department of the Ministry of communication and channel, peripheral channel part is arranged on the inner ring fence cell structure, the import of inner ring the fence structure is located in the cell connectivity within the Department and with sample cell solution inlet channel output relative to the mouth. The utility model is used for cell capture fence structure of circulating tumor cells through the setting of the inner and outer cell structure cell fence fence structure, because the outer cell fence structure can prevent circulating tumor cell sample cell in solution is not out to have double protection functions, which can be realized on the circulating tumor cells efficiently and accurately capture.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及微流控制芯片，具体涉及一种用于捕获循环肿瘤细胞的细胞栅栏结构及其微流控芯片。
技术介绍
循环肿瘤细胞(circulatingtumorcells，CTCs)是脱离原发病灶，侵袭并进入循环系统的癌细胞，可以作为诊断患者预后或肿瘤复发、揭示肿瘤转移行为、合理指导临床个体化治疗的指标，是目前肿瘤学的研究热点。但是肿瘤病人血液中CTCs的数目非常稀少，每毫升血液中仅含有1～100个CTCs，而每毫升血液中的有上百万个白细胞及数目更多的红细胞，因此从外周血中快速、高效的检测CTCs是此领域面临的挑战。微流控芯片技术具有样品试剂消耗量少、分析检测灵敏度高、高通量及高效率等优点，当前已经有研究利用微流控芯片技术检测循环肿瘤细胞，在微流芯片中使用较多捕获方法是利用针对某些肿瘤细胞中上皮细胞粘附分子(epithelialcelladhesionmolecule，EpCAM)的进行特异性分选。但是EpCAM作为一种上皮细胞表面标记物，在不同类型的肿瘤细胞中的表达程度不同，容易导致假阳性和假阴性的检测结果。此外依据肿瘤细胞与血细胞在粒径和变形能力方面的差别，可以用不同的物理方法对CTCs进行分选。目前最常用的物理尺度筛选方法是，根据血细胞与CTCs大小的不同，采用类似滤膜过滤的方法将较小的血细胞过滤掉，截留住粒径较大的CTCs，从而达到CTCs分选富集的目的。该方法的优点是CTCs回收率可以达到80％～95％；缺点是分选速度太慢，效率偏低，芯片易被血细胞阻塞，造成分选操作无法进行。专利文献CN102360010A公开了“一种全血癌细胞捕获集成微流控芯片”，但该技术方案的混合流道是呈S形的，也存在分选速度太慢，效率偏低，芯片易被血细胞阻塞，造成分选操作无法进行等缺陷。专利文献CN103409371A根据细胞尺寸大小不同，通过设计圆盘状的结构，利用隔挡部顶端与盖片间距离，使小尺寸细胞顺利通过，而使大尺寸肿瘤细胞留在凹陷部里面，达到捕获细胞的目的。该专利的缺点是该芯片实际捕获面积只有流道周围一圈结构，当外围一圈铺满目标细胞后在流体压力作用下，目标细胞也容易被挤出，导致捕获效率较低。另外，现有利用微流芯片捕获CTCs的方法大部分捕获肿瘤细胞后通过转移到离心管进行后CTCs的分析，该转移过程会造成大量细胞损失,另外在离心管中完成后续鉴定也包含损失目标细胞的高风险操作(例如，离心、冲洗和孵育)，因此存在着难以克服的缺陷。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术的目的旨在提供一种对捕获循环肿瘤细胞准确率高的细胞栅栏结构。本技术的另一目的旨在提供一种对循环肿瘤细胞捕获准确率高而且捕获速度快的微流控芯片。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种用于捕获循环肿瘤细胞的细胞栅栏结构，包括内圈细胞栅栏结构、外圈细胞栅栏结构以及样品细胞溶液进口通道；所述外圈细胞栅栏结构包括与样品细胞溶液进口通道的输出口相连通的连通部以及和连通部相衔接的通道部，通道部设置于内圈细胞栅栏结构的外围，内圈细胞栅栏结构的进口位于连通部内且与样品细胞溶液进口通道的输出口相对。所述连通部沿着样品细胞溶液的流向呈喇叭状逐步扩大。所述内圈细胞栅栏结构和外圈细胞栅栏结构由正六棱柱或正三棱柱的微柱排列而成。所述内圈细胞栅栏结构由1-3排平行间隔排列的微柱构成，微柱间的间隙为6-8um。所述外圈细胞栅栏结构由4-6个微柱组成的微柱列平行排列而成，微柱列与水平方向呈20°-40°夹角，微柱间的间隙为6-8μm。一种用于捕获循环肿瘤细胞的微流控芯片，包括样品细胞溶液进口，与样品细胞溶液进口相连通、将样品细胞溶液进行逐级分流的分流结构，与分流结构的出口相连通、将样品细胞溶液中的细胞进行聚焦的细胞聚焦结构，与细胞聚焦结构的出口相连通、上述的细胞栅栏结构，以及与细胞栅栏结构的出口相连通的废液出口。所述述细胞栅栏结构的出口和废液出口之间通过呈树杈状的汇流结构相连通，汇流结构将细胞栅栏结构流出的样品细胞废液逐级汇集至废液出口中。所述分流结构由多级分流通道组成并呈树杈状分布，每级分流通道中的两分流通道之间的夹角为30-45°。所述细胞聚焦结构呈蛇形波纹状。本技术的有益效果在于：本技术用于循环肿瘤细胞捕获的细胞栅栏结构通过设置有内圈细胞栅栏结构和外圈细胞栅栏结构，由于外圈细胞栅栏结构的存在可以防止样品细胞溶液中的循环肿瘤细胞不被挤出，起到双重保护的作用，从而可实现对循环肿瘤细胞的高效、准确捕获。本技术用于循环肿瘤细胞捕获的微流控芯片通过分流结构可将样品细胞溶液进行多级分流，以减少样品细胞溶液的堵塞，为实现快速分选做好充足的准备，同时在细胞聚焦结构的作用下，目标细胞将直线排列于流道中央，可直接快速地流入细胞栅栏结构中，以实现对循环肿瘤细胞的快速捕获，同时在细胞栅栏结构的作用下，可对循环肿瘤细胞进行准确地捕获。附图说明图1为本技术用于循环肿瘤细胞捕获的细胞栅栏结构的结构示意图；图2为本技术用于循环肿瘤细胞捕获的微流控芯片的结构示意图；图3为细胞聚焦结构的结构放大示意图；图中：1、样品细胞溶液进口；2、分流结构；3、细胞聚焦结构；4、细胞栅栏结构；5、废液出口；6、汇流结构；21、分流通道；40、样品细胞溶液进口通道；41、内圈细胞栅栏结构；42、外圈细胞栅栏结构；420、连通部；421、通道部。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本技术做进一步描述：实施例1如图1所示，本技术用于循环肿瘤细胞捕获的细胞栅栏结构包括内圈细胞栅栏结构41、外圈细胞栅栏结构42以及样品细胞溶液进口通道40；其中，内圈细胞栅栏结构41组成核心捕获区，外圈细胞栅栏结构42组成辅助捕获区；而该外圈细胞栅栏结构42包括与样品细胞溶液进口通道40的输出口相连通的连通部420以及和连通部420相衔接的通道部421，通道部420设置于内圈细胞栅栏结构41的外围，这样，由于外圈细胞栅栏结构42的存在可以防止样品细胞溶液中的循环肿瘤细胞不被挤出，起到双重保护的作用，从而可实现对循环肿瘤细胞的高效、准确捕获。而内圈细胞栅栏结构41的进口则位于连通部420内且与细胞溶液进口通道40的输出口相对，如此，即可使得绝大部分的样品细胞溶液快速地流入内圈细胞栅栏结构41中，以实现对循环肿瘤细胞的高效、准确捕获。此外，为了进一步地提高样品细胞溶液的流动速度，提高本细胞栅栏结构的捕获速度，上述的连通部420沿着样品细胞溶液的流向呈喇叭状逐步扩大，如此，即可便于提高样品细胞溶液的流速。其中，在专利技术人的一次实验中偶然发现，当上述的内圈细胞栅栏结构41和外圈细胞栅栏结构42由正六棱柱或正三棱柱的微柱排列而成时，在相同柱子间隙，相同流速条件下，这两种柱子的间隙流体压力较小，细胞较不容易被挤出。由于循环肿瘤细胞的直径介于12～25μm，白细胞的直径介于8～14μm，红细胞直径介于6～8μm，且和循环肿瘤细胞对比，红细胞和白细胞较容易发生形变，因此上述的内圈细胞栅栏结构41由1-3排平行间隔排列的微柱构成，微柱间的间隙为6-8um，上述的外圈细胞栅栏结构42由4-6个微柱组成的微柱列平行排列而成，微柱列与水平方向呈30°夹角(微柱列呈30°夹角可以在一定程度上减小流体流出外圈细胞栅栏结构的速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于捕获循环肿瘤细胞的细胞栅栏结构，其特征在于，包括内圈细胞栅栏结构、外圈细胞栅栏结构以及样品细胞溶液进口通道；所述外圈细胞栅栏结构包括与样品细胞溶液进口通道的输出口相连通的连通部以及和连通部相衔接的通道部，通道部设置于内圈细胞栅栏结构的外围，内圈细胞栅栏结构的进口位于连通部内且与样品细胞溶液进口通道的输出口相对。

【技术特征摘要】
1.一种用于捕获循环肿瘤细胞的细胞栅栏结构，其特征在于，包括内圈细胞栅栏结构、外圈细胞栅栏结构以及样品细胞溶液进口通道；所述外圈细胞栅栏结构包括与样品细胞溶液进口通道的输出口相连通的连通部以及和连通部相衔接的通道部，通道部设置于内圈细胞栅栏结构的外围，内圈细胞栅栏结构的进口位于连通部内且与样品细胞溶液进口通道的输出口相对。2.如权利要求1所述的细胞栅栏结构，其特征在于，所述连通部沿着样品细胞溶液的流向呈喇叭状逐步扩大。3.如权利要求1所述的细胞栅栏结构，其特征在于，所述内圈细胞栅栏结构和外圈细胞栅栏结构由正六棱柱或正三棱柱的微柱排列而成。4.如权利要求3所述的细胞栅栏结构，其特征在于，所述内圈细胞栅栏结构由1-3排平行间隔排列的微柱构成，微柱间的间隙为6-8um。5.如权利要求3所述的细胞栅栏结构，其特征在于所述外圈细胞栅栏结构由4-6个微柱组成的微柱列平行排列而...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞志强，陈艳，崔彩媚，舒伟良，
申请(专利权)人：深圳睿思生命科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44