一种封装循环肿瘤细胞的类器官液滴生成平台及方法技术

本发明专利技术公开了一种封装循环肿瘤细胞的类器官液滴生成平台及方法，包括供液系统和微流控制系统，供液系统分为四路供液流路，分别提供两路鞘流

【技术实现步骤摘要】
一种封装循环肿瘤细胞的类器官液滴生成平台及方法


[0001]本专利技术涉及类器官培养
，尤其涉及一种封装循环肿瘤细胞的类器官液滴生成平台及方法
。

技术介绍

[0002]循环肿瘤细胞（
circulating tumor cells
，
CTCs
）是存在于外周血中备类肿瘤细胞的统称，因自发或诊疗操作从实体肿瘤病灶（原发灶
、
转移灶）脱落进入外周血，循环肿瘤细胞检测有助于早期诊断肿瘤，作为肿瘤预后及复发的预测因素，还可评估抗肿瘤药物的疗效及制定个性化治疗方案
。
类器官是一种体外三维细胞培养技术，通过从嵌入适当
3D
基质（如基质胶或基底膜基质）中的单个或多个细胞生长，捕获并稳定传递人类健康器官或肿瘤的基因组和表型谱
。
为了将
CTCs
从血液分离并用于类器官平台，在过去得几十年中，通过各种技术对
CTCs
的分离进行了广泛得研究
。
目前分离
CTCs
的方法有肿瘤特异性抗体捕获
、
微柱阵列微流控
、
惯性流
、
介电泳的方法
。
[0003]用肿瘤特异性抗体来捕获
CTCs
细胞，抗体的选择会对癌细胞亚群产生固有偏好；微柱阵列在捕获
CTCs、
去除红细胞时易被堵塞通道；惯性流分离的高流速可能会对
CTCs
施加大的剪切应力，从而降低其随后的增殖；介电泳分离
CTCs
与正常细胞所需的低导电介质和高导电介质强度会损害分离细胞的完整性
。
上述现有方法在对
CTCs
细胞的分离均存在不同程度的瑕疵，难以达到分离细胞的完整性
、
功能性，以及液滴封装上的质量
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，有必要提供一种封装循环肿瘤细胞的类器官液滴生成平台及方法，解决现有技术中难以达到分离细胞的完整性和功能性以及液滴封装上的质量的技术问题
。
[0005]为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案提供一种封装循环肿瘤细胞的类器官液滴生成平台，包括：供液系统，分为四路供液流路，分别提供两路鞘流
、
一路样品细胞与基质混合液以及一路挥发性细胞相容油，其中，鞘流用于与样品细胞与基质混合液汇合，引导样品细胞的流向；微流控制系统，用于产生两列反向传播的瑞利波，周期性的波节和波腹形成驻波场，对样品细胞中的目标细胞筛选，并与一路挥发性细胞相容油汇合，生成类器官液滴
。
[0006]进一步的，还包括类器官分配系统，用于将生成的类器官液滴按需分配至存放器皿中
。
[0007]进一步的，所述供液系统包括四路互不干涉的供液器，四个所述供液器分别提供两路鞘流
、
一路样品细胞与基质混合液以及一路挥发性细胞相容油
。
[0008]进一步的，所述微流控制系统包括基底
、
细胞筛选模块以及类器官液滴生成模块，所述细胞筛选模块和所述类器官液滴生成模块均集成设置在所述基底上
。
[0009]进一步的，所述细胞筛选模块包括双叉指换能器，所述双叉指换能器设置在基底
上，所述双叉指换能器用于对不同细胞提供不同驱动力进行筛选
。
[0010]进一步的，所述类器官液滴生成模块包括三个内部连通的端口，其中两个所述端口分别对接于一路挥发性细胞相容油和筛选出的目标细胞出口，用于将筛选出的目标细胞与一路挥发性细胞相容油的流道进行汇合，并生成类器官液滴，另一个所述端口对接至所述类器官分配系统
。
[0011]进一步的，所述基底上开设有若干条流道，各条所述流道对应的用于各路液体的流通以及汇流
。
[0012]进一步的，所述流道可采用亚克力
、
玻璃
、
硅片和
PDMS
中的一种进行制作；所述基底可采用钽酸锂压电单晶
、
石英压电单晶或铌酸锂压电单晶中的一种进行制作
。
[0013]进一步的，所述类器官分配系统包括移动轴
、
喷嘴和培养皿，所述喷嘴设置在所述移动轴上，所述培养皿设置在所述喷嘴的正下方，以所述移动轴控制所述喷嘴移动，并以所述喷嘴朝着所述培养皿分配类器官液滴
。
[0014]本专利技术还提供一种封装循环肿瘤细胞的类器官液滴生成方法，包括以下步骤：
S1、
提供鞘流和样品细胞与基质混合液；
S2、
将鞘流和样品细胞与基质混合液汇合，使样品中的目标细胞和其余细胞在微流控系统中按照设定好的方向流动；
S3、
在微流控制系统中以驻场波，通过声学分离原理，对鞘流和样品细胞与基质混合液的汇合液进行筛分，将目标细胞与其余细胞筛分；
S4、
将筛分出的目标细胞与挥发性细胞相容油汇流，从而生成类器官液滴
。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：通过供液系统以及微流控制系统，将血液在声学分离下，分离出循环肿瘤细胞，以无标记
、
无接触和生物相容的方式分离细胞，并保持了细胞完整性和功能性，并直接进行了滴液封装的形成，节约中间步骤，利于自动化类器官生成
。
附图说明
[0016]图1是根据本专利技术实施例所述的封装循环肿瘤细胞的类器官液滴生成平台的结构示意图；图2是根据本专利技术实施例所述的微流控制系统的结构示意图；图3是根据本专利技术实施例所述的细胞筛选模块的结构示意图；图4是根据本专利技术实施例所述的类器官液滴生成模块的结构示意图；图中：
1、
供液系统；
11、
鞘流；
12、
样品细胞与基质混合液；
13、
挥发性细胞相容油；
101、
供液器；
1201、
目标细胞；
1202、
其余细胞；
2、
微流控制系统；
21、
基底；
22、
细胞筛选模块；
23、
类器官液滴生成模块；
2201、
双叉指换能器；
2301、
端口；
3、
类器官分配系统；
31、
移动轴；
32、
喷嘴；
33、
培养皿；
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并
与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围
。
[0017]如图1‑4所示，本专利技术提供了一种封装循环肿瘤细胞的类器官液滴生成平台，包括供液系统1和微流控制系统2；供液系统1分为四路供液流路，分别提供两路鞘流
11、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种封装循环肿瘤细胞的类器官液滴生成平台，其特征在于，包括：供液系统，分为四路供液流路，分别提供两路鞘流
、
一路样品细胞与基质混合液以及一路挥发性细胞相容油，其中，鞘流用于与样品细胞与基质混合液汇合，引导样品细胞的流向；微流控制系统，用于产生两列反向传播的瑞利波，周期性的波节和波腹形成驻波场，对样品细胞中的目标细胞筛选，并与一路挥发性细胞相容油汇合，生成类器官液滴
。2.
根据权利要求1所述的封装循环肿瘤细胞的类器官液滴生成平台，其特征在于，还包括类器官分配系统，用于将生成的类器官液滴按需分配至存放器皿中
。3.
根据权利要求2所述的封装循环肿瘤细胞的类器官液滴生成平台，其特征在于，所述供液系统包括四路互不干涉的供液器，四个所述供液器分别提供两路鞘流
、
一路样品细胞与基质混合液以及一路挥发性细胞相容油
。4.
根据权利要求3所述的封装循环肿瘤细胞的类器官液滴生成平台，其特征在于，所述微流控制系统包括基底
、
细胞筛选模块以及类器官液滴生成模块，所述细胞筛选模块和所述类器官液滴生成模块均集成设置在所述基底上
。5.
根据权利要求4所述的封装循环肿瘤细胞的类器官液滴生成平台，其特征在于，所述细胞筛选模块包括双叉指换能器，所述双叉指换能器设置在基底上，所述双叉指换能器用于对不同细胞提供不同驱动力进行筛选
。6.
根据权利要求5所述的封装循环肿瘤细胞的类器官液滴生成平台，其特征在于，所述类器官液滴生成模块包括三个内部连通的端口，其中两个所述端口分别对接于一路挥发性细胞相容油和筛选出的目标细胞出口，用于将筛选出的目标细胞与一路挥发性...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，宋文君，冯安琪，李雨薇，
申请(专利权)人：武汉科锐思生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：