细胞分离用微流控芯片及其在肿瘤细胞分离中的应用、细胞分离鉴定方法技术

本发明专利技术涉及一种细胞分离用微流控芯片及其在肿瘤细胞分离中的应用、细胞分离鉴定方法。该微流控芯片包括进液流道、捕获区和出液流道，进液流道具有进液口，进液流道与捕获区的进液侧对应连通，出液流道具有出液口，出液流道与捕获区的出液侧对应连通；捕获区具有多个捕获单元，各捕获单元具有多个分流柱。该微流控芯片采用柱子分选方法，分流柱在捕获区的流道中可以起到分流阻挡的作用，通过分流柱阻挡分别形成捕获流道和通过流道，待捕获的目的细胞可被截留在捕获流道中，而其他非目的细胞可经由通过流道流出，整个微流控芯片结构设计精巧，可用于具有多种不同细胞直径的细胞混合液中目的细胞的分离，分离效果高且操作简单，可广泛推广应用。

Microfluidic Chip for Cell Separation and Its Application in Tumor Cell Separation and Cell Separation and Identification

The invention relates to a microfluidic chip for cell separation, its application in tumor cell separation and a method for cell separation and identification. The microfluidic chip consists of an inlet, a capture area and an outlet channel. The inlet channel has an inlet port, the inlet channel corresponds to the inlet side of the capture area, the outlet channel has an outlet, and the outlet channel corresponds to the outlet side of the capture area. The capture area has a plurality of capture units, and each capture unit has a plurality of distributor columns. The microfluidic chip adopts column sorting method. The shunt column can play a shunt blocking role in the channel of the capture area. Through the shunt column blocking, the capture channel and the passage channel are formed respectively. The target cells to be captured can be intercepted in the capture channel, while other non-target cells can flow out through the passage. The structure of the microfluidic chip is delicate and can be used for many purposes. Separation of target cells from cell mixtures with different cell diameters has high separation efficiency and simple operation, which can be widely applied.

【技术实现步骤摘要】
细胞分离用微流控芯片及其在肿瘤细胞分离中的应用、细胞分离鉴定方法
本专利技术涉及细胞检测领域，尤其是涉及一种细胞分离用微流控芯片及其在肿瘤细胞分离中的应用、细胞分离鉴定方法。
技术介绍
外周血等样本中含有多种细胞，如何从多种细胞中分离得到目的细胞，一直是细胞检测领域的研究热点。例如，如何实现对多样性骨髓瘤这种血液性癌症患者的外周血内存在的循环克隆浆细胞进行有效的分离和精确的计数，对于骨髓瘤的早期临床诊断、预后和治疗都具有重要的意义。传统的实现细胞分离的方法有密度梯度离心法、物理吸附法、细胞电泳法、免疫磁珠法和流式细胞法等，但这些方法普遍存在细胞分离效果不高的问题，尤其是目前也没有一种简单且分离效果好的针对多样性骨髓瘤患者的外周血内的循环克隆浆细胞的分离技术。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种细胞分离用微流控芯片，以解决传统的细胞分离方法存在的分离效果不高的问题。一种细胞分离用微流控芯片，包括进液流道、捕获区和出液流道，所述进液流道具有进液口，所述进液流道与所述捕获区的进液侧对应连通，所述出液流道具有出液口，所述出液流道与所述捕获区的出液侧对应连通；所述捕获区具有多个捕获单元，各所述捕获单元具有多个分流柱；各所述捕获单元的多个所述分流柱之间的间隙构成捕获流道和通过流道；从所述捕获区的进液侧至出液侧，一个所述捕获流道经至少一个所述分流柱分成多个所述通过流道。进一步，还有必要提供一种上述细胞分离用微流控芯片在肿瘤细胞分离过程中的应用。更进一步，还有必要提供一种使用该细胞分离用微流控芯片的细胞分离鉴定方法。一种细胞分离鉴定方法，包括如下步骤：使用上述细胞分离用微流控芯片对细胞样本液进行细胞分离；使用原位染色的方法对分离后的微流控芯片进行染色；通过荧光显微镜进行镜检鉴定。上述细胞分离用微流控芯片采用柱子分选方法，分流柱在捕获区的流道中可以起到分流阻挡的作用，通过分流柱阻挡分别形成捕获流道和通过流道，待捕获的目的细胞可被截留在捕获流道中，而其他非目的细胞可经由通过流道流出，整个微流控芯片结构设计精巧，可用于具有多种不同细胞直径的细胞混合液中目的细胞的分离，分离效果高且操作简单，可广泛推广应用。附图说明图1为本专利技术一实施例的细胞分离用微流控芯片的结构示意图；图2为图1中预过滤区的局部结构示意图；图3为图1中出液过滤区的局部结构示意图；图4为图1中进液流道的靠近捕获区进液侧的局部结构示意图；图5为图1中捕获区的局部结构示意图；图6为图5中第一级子捕获区的局部结构示意图；图7为图6中第一级子捕获单元结构示意图；图8为图5中第二级子捕获区的局部结构示意图；图9为图8中第二级子捕获单元结构示意图；图10为图5中第三级子捕获区的局部结构示意图；图11为图10中第三级子捕获单元结构示意图；图12a为白细胞通过微流控芯片的捕获单元受力变形分析，图12b循环克隆浆细胞通过微流控芯片的捕获单元受力变形分析；图13为经过多种抗体染色的结果；图14为不同抗体的颜色以及对应激发的波长。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”、“连通”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。如图1所示，本专利技术一实施例提供了一种细胞分离用微流控芯片10(又简称“微流控芯片10”)，其包括进液流道11、捕获区12和出液流道13。进液流道11具有进液口，进液流道11与捕获区12的进液侧对应连通。出液流道13具有出液口132。出液流道13与捕获区12的出液侧对应连通。在本实施例中，捕获区12具有多个捕获单元120。各捕获单元120具有多个分流柱。各捕获单元120的多个分流柱之间的间隙构成用于截留目标细胞的捕获流道和用于供非目标细胞等通过的通过流道。从捕获区12的进液侧至出液侧，一个捕获流道经至少一个分流柱分成多个通过流道。在一个具体示例中，进液流道11包括样品进液流道111和试剂进液流道112。样品进液流道111具有样品进液口1111。试剂进液流道112具有试剂进液口1121。优选地，样品进液流道111和试剂进液流道112汇合后与捕获区12的进液侧对应连通。可理解，在其他具体示例中，也可以将样品进液流道111与试剂进液流道112合二为一，二者也可以共用一个进液口。进一步，请结合图1和图2，进液流道11中设有用于过滤杂质的预过滤区113。预过滤区113具有多个第一过滤柱1131，相邻的第一过滤柱1131之间的间隙构成第一过滤流道1132。对于样品进液流道111与试剂进液流道112分开设计的方案，优选地，在样品进液口1111和试剂进液口1121之后分别设有一个预过滤区113。如图2所示，第一过滤柱1131的横截面在靠近进液口的一侧和靠近捕获区12的一侧均呈等腰三角形，且靠近进液口一侧的等腰三角形部分的顶角角度小于靠近捕获区12一侧的等腰三角形部分的顶角角度。多个第一过滤柱1131呈阵列分布，且相邻行上的第一过滤柱1131在列方向上错开设置。请结合图1和图3，出液流道13中设有用于过滤杂质的出液过滤区131。出液过滤区131具有多个第二过滤柱1311。相邻的第二过滤柱1311之间的间隙构成第二过滤流道1312。如图3所示，第二过滤柱1311的横截面在靠近出液口的一侧和靠近捕获区12的一侧均呈等腰三角形，且靠近捕获区12一侧的等腰三角形部分的顶角角度小于靠近出液口一侧的等腰三角形部分的顶角角度。多个第二过滤柱1311呈阵列分布，且相邻行上的第二过滤柱1311在列方向上错开设置。可理解，在其他具体示例中，出液流道13中也可以不设置出液过滤区131。如图4所示，进液流道11的用于与捕获区12对应连通的一端经过至少一级分支分成多个分支进液流道114，相应地，捕获区12也有多个，一个或多个分支流道114对应于一个捕获区12。例如在图4所示的具体示例中，进液流道11经4级分支最终分支成16个分支进液流道114。通过将进液流道11分支成多个分支进液流道114，可以更便于均匀和匀速上样。如图5所示，在一个具体示例中，捕获区12具有多级子捕获区，捕获单元120包括多级分别分布于各级子捕获区的子捕获单元。从捕获区12的进液侧至出液侧，下一级子捕获区中子捕获单元的捕获流道的宽度较上一级子捕获区中子捕获单元的捕获流道的宽度小。具有不同捕获流道宽度的不同级子捕获区或不同级子捕获单元可以用于截留不同直径的细胞。更具体地，请结合图5、图6和图7，捕获区12具有第一级子捕获区121，第一级子捕获区121具有多个第一级子捕获单元1211。第一级子捕获单元1211包括三个在横向上依次排列的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种细胞分离用微流控芯片，其特征在于，包括进液流道、捕获区和出液流道，所述进液流道具有进液口，所述进液流道与所述捕获区的进液侧对应连通，所述出液流道具有出液口，所述出液流道与所述捕获区的出液侧对应连通；所述捕获区具有多个捕获单元，各所述捕获单元具有多个分流柱；各所述捕获单元的多个所述分流柱之间的间隙构成捕获流道和通过流道；从所述捕获区的进液侧至出液侧，一个所述捕获流道经至少一个所述分流柱分成多个所述通过流道。

【技术特征摘要】
1.一种细胞分离用微流控芯片，其特征在于，包括进液流道、捕获区和出液流道，所述进液流道具有进液口，所述进液流道与所述捕获区的进液侧对应连通，所述出液流道具有出液口，所述出液流道与所述捕获区的出液侧对应连通；所述捕获区具有多个捕获单元，各所述捕获单元具有多个分流柱；各所述捕获单元的多个所述分流柱之间的间隙构成捕获流道和通过流道；从所述捕获区的进液侧至出液侧，一个所述捕获流道经至少一个所述分流柱分成多个所述通过流道。2.如权利要求1所述的细胞分离用微流控芯片，其特征在于，所述进液流道包括样品进液流道和试剂进液流道，所述样品进液流道具有样品进液口，所述试剂进液流道具有试剂进液口，所述样品进液流道和所述试剂进液流道汇合后与所述捕获区的进液侧对应连通；和/或，所述进液流道中设有用于过滤杂质的预过滤区，所述预过滤区具有多个第一过滤柱，相邻的所述第一过滤柱之间的间隙构成第一过滤流道；和/或，所述出液流道设有用于过滤杂质的出液过滤区，所述出液过滤区具有多个第二过滤柱，相邻的所述第二过滤柱之间的间隙构成第二过滤流道。3.如权利要求2所述的细胞分离用微流控芯片，其特征在于，所述第一过滤柱的横截面在靠近所述进液口的一侧和靠近所述捕获区的一侧均呈等腰三角形，且靠近所述进液口一侧的等腰三角形部分的顶角角度小于靠近所述捕获区一侧的等腰三角形部分的顶角角度；多个所述第一过滤柱呈阵列分布，且相邻行上的第一过滤柱在列方向上错开设置；和/或，所述第二过滤柱的横截面在靠近所述出液口的一侧和靠近所述捕获区的一侧均呈等腰三角形，且靠近所述捕获区一侧的等腰三角形部分的顶角角度小于靠近所述出液口一侧的等腰三角形部分的顶角角度；多个所述第二过滤柱呈阵列分布，且相邻行上的第二过滤柱在列方向上错开设置。4.如权利要求1所述的细胞分离用微流控芯片，其特征在于，所述进液流道的用于与所述捕获区对应连通的一端经过至少一级分支分成多个分支进液流道；所述捕获区有多个，一个或多个所述分支流道与一个所述捕获区对应连通。5.如权利要求1-4中任一项所述的细胞分离用微流控芯片，其特征在于，所述捕获区具有多级子捕获区，所述捕获单元包括多级分别分布于各级子捕获区的子捕获单元；从所述捕获区的进液侧至出液侧，下一级子捕获区中子捕获单元的捕获流道的宽度较上一级子捕获区中子捕获单元的捕获流道的宽度小。6.如权利要求5所述的细胞分离用微流控芯片，其特征在于，所述捕获区的第一级子捕获区具有多个第一级子捕获单元，所述第一级子捕获单元包括三个在横向上依次排列的第一级分流柱，其中位于外侧的两个第一级分流柱的横截面均呈菱形且各自的两个锐角端分别朝向进液侧和出液侧，位于中间的第一级分流柱的横截面呈一个锐角端被圆弧替代的类菱形，且圆弧替代的端部朝向进液侧，余下的锐角端朝向出液侧；在各所述第一级子捕获单元中，位于中间的第一级分流柱的圆弧替代的端部较位于两侧的第一级分流柱的中部钝角端更靠近出液侧，位于外侧的两个第一级分流柱之间的间隙构成第一级捕获流道，外侧的任一第一级分流柱与中间的第一级分流柱之间的间隙构成第一级通过流道。7.如权利要求6所述的细胞分离用微流控芯片，其特征在于，各所述第一级子捕获单元中位于外侧的两个第一级分流柱的形状和尺寸一致，位于外侧的两个第一级分流柱各自的锐角端连线以及位于中间的第一级分流柱的圆弧替代的端部的圆心与锐角端的连线均平行于纵向，且位于外侧的两个第一级分流柱的几何中心连线平行于横向，位于中间的第一级分流柱与两侧的第一级分流柱之间的距离相等；所述第一级子捕获区中的多个第一级子捕获单元呈阵列分布，相邻行上的第一级子捕获单元在列方向上错开设置，且其中一行上的第一级子捕获单元与另一行上与其相接近的两个第一级子捕获单元的距离相等。8.如权利要求7所述的细胞分离用微流控芯片，其特征在于，所述第一级子捕获单元中位于两侧的第一级分流柱的对角线长度之比为0.4-0.7且各自的两个钝角端的对角线长度为8±2μm，位于中间的第一级分流柱的对角线长度之比为0.2-0.5且其钝角端的对角线长度为8±2μm，位于外侧的两个第一级分流柱的最近距离是28±5μm，中间的第一级分流柱的钝角端与相应外侧的第一级分流柱之间沿横向相距11.5±2.5μm，位于中间的第一级分流柱的圆弧替代的端部的圆心与位于外侧的第一级分流柱的几何中心之间在纵向上相距8±3μm；和/或，同一行相邻的两个第一级子捕获单元的中间第一级分流柱的圆弧替代的端部的圆心之间相距80±5μm；和/或，相邻两列的其中一列中第一级子捕获单元的位于外侧的第一级分流柱的几何中心与另一列上任意一位于外侧的第一级分流柱的几何中心连线在纵向上的投影长度是82±8μm；和/或，所述第一级子捕获区的宽度是570±50μm；和/或，所述第一级子捕获区共有10-20行的第一级子捕获单元；和/或，所述捕获区包括有8-16个所述第一级子捕获区。9.如权利要求6-8中任一项所述的细胞分离用微流控芯片，其特征在于，所述捕获区的第二级子捕获区具有多个第二级子捕获单元，所述第二级子捕获单元包括三个在横向上依次排列的第二级分流柱，其中位于外侧的两个第二级分流柱的横截面均呈菱形且各自的两个锐角端分别朝向进液侧和出液侧，位于中间的第二级分流柱的横截面呈一个锐角端被圆弧替代的类...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳东方，
申请(专利权)人：欧阳东方，
类型：发明
国别省市：广东,44