用于分選的微流控芯片及微流控芯片裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及用于分選的微流控芯片及微流控芯片裝置。具體地，公開了一種用于分選的微流控芯片，該芯片包括：用于流入待分選液體的芯片入口；用于供待分選液體流動(dòng)的主通道；以及用于排出經(jīng)分選后液體的芯片出口；其中，主通道包括位于芯片入口處的入口通道、位于芯片出口處的出口通道，以及位于入口通道和出口通道之間的捕獲區(qū)通道，并且捕獲區(qū)通道設(shè)有多個(gè)開口朝下的、收集待分選的目標(biāo)物質(zhì)的收集小室。另外，本實(shí)用新型還提供了用于分選的微流控芯片裝置和微流控芯片試劑盒。本實(shí)用新型的微流控芯片不僅制作簡(jiǎn)單，可操作性和可重復(fù)性好，而且大幅提升了細(xì)胞分選區(qū)的面積，支持高流量的細(xì)胞分選。
【專利說明】用于分選的微流控芯片及微流控芯片裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及微流控芯片【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于分選的微流控芯片、微流控芯片裝置、微流控芯片試劑盒。
[0002]【背景技術(shù)】
[0003]微流控芯片技術(shù)又稱芯片實(shí)驗(yàn)室(lab-on-a-chip),是20世紀(jì)90年代由瑞士研究人員提出的一種利用微機(jī)械加工技術(shù)，將生物化學(xué)反應(yīng)中所涉及的分離、采樣、反應(yīng)和檢測(cè)等基本步驟集成到面積約幾平方厘米的芯片上并實(shí)現(xiàn)全程精確控制。芯片內(nèi)部的微通道形成可控的微流體網(wǎng)絡(luò)，可以用于取代常規(guī)的生化檢測(cè)，并以其微型化、集成化、高通量和高精度的特征在醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)領(lǐng)域顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用價(jià)值。
[0004]用于CTCs (循環(huán)腫瘤細(xì)胞)分選的微流控芯片根據(jù)原理主要分為:(I)基于細(xì)胞生物物理特征的微流控芯片(2)基于細(xì)胞親和力-微色譜技術(shù)的微流控芯片(3)基于免疫磁性分選技術(shù)的微流控芯片。
[0005]結(jié)合免疫磁性分離技術(shù)的CTCs分選微流控芯片，是利用表面偶聯(lián)特異性抗-腫瘤標(biāo)記分子抗體的免疫磁珠來捕獲表達(dá)相應(yīng)抗原的細(xì)胞，然后在外加電磁鐵或永磁鐵的作用下將磁珠-細(xì)胞復(fù)合體滯留在微流控芯片通道中的磁場(chǎng)中，達(dá)到目標(biāo)細(xì)胞與磁珠未標(biāo)記細(xì)胞分選的目的。與傳統(tǒng)的富集和檢測(cè)方法相比，該類微流控芯片可以實(shí)現(xiàn)少量血液(I毫升)中CTCs的單步驟連續(xù)分離，具有高靈敏度、高特異度和高通量特點(diǎn)，捕獲的CTCs可保持完整的形態(tài)學(xué)特征和較高的細(xì)胞活力。
[0006]2010年Saliba等設(shè)計(jì)了一種免疫磁珠微流控芯片，這種芯片利用油墨印記的方法在聚二甲基硅氧烷材質(zhì)的芯片內(nèi)接種呈等邊六邊形分布的氧化鐵磁性物質(zhì)斑點(diǎn)，在外加磁場(chǎng)的條件下，當(dāng)結(jié)合抗體的磁珠懸液首先通過芯片微通道時(shí)，外加的垂直芯片表面的磁場(chǎng)可以使磁珠自發(fā)地在斑點(diǎn)定位處開始堆積并形成順磁場(chǎng)方向的垂直形狀的磁微柱，再當(dāng)血樣流經(jīng)微通道時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)CTCs的捕獲。但該類芯片制作工藝相對(duì)復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)條件控制要求高，因此實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性還有待驗(yàn)證。2012年Kang等報(bào)道了一種基于雙通道模式的磁分選微流控芯片，在兩個(gè)并行微通道的同側(cè)壁設(shè)有用于CTCs收集的小室，小室末端的外部放置永磁鐵用于在微通道內(nèi)產(chǎn)生足夠強(qiáng)的磁場(chǎng)，當(dāng)磁珠標(biāo)記的腫瘤細(xì)胞流經(jīng)微通道時(shí)，就會(huì)在磁場(chǎng)力的作用下發(fā)生垂直于流速方向的偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入到側(cè)壁的收集小室，從而實(shí)現(xiàn)CTCs的分選，然而，該芯片的主通道寬度有限，因而芯片流量和處理樣本能力偏低。2011年Hoshino等設(shè)計(jì)了另一種基于免疫磁性分選技術(shù)的CTCs分選微流控芯片，該芯片僅包括一個(gè)高度為500微米的主通道，細(xì)胞分選區(qū)的長度和寬度均為20毫米，主通道的底部使用150微米厚度的蓋玻片封閉，玻片的下方放置三塊釹鐵硼N42磁鐵作為外加磁場(chǎng)，用于CTCs細(xì)胞的捕獲。但是該芯片的主要缺點(diǎn)是，受磁場(chǎng)力而附著在蓋玻片上的免疫磁珠標(biāo)記腫瘤細(xì)胞仍受到較強(qiáng)的流體擾動(dòng)、暴露在流體剪切應(yīng)力之下，造成一部分已附著細(xì)胞的脫落和丟失。
[0007]因此開發(fā)一種制作簡(jiǎn)單，可操作性和可重復(fù)性好的，并且支持高流量的細(xì)胞分選的、能有效避免附著細(xì)胞脫落和丟失的微流控芯片是目前亟待解決的問題。實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型的目的是提供一種用于分選的微流控芯片、微流控芯片試劑盒和微流控芯片裝置。
[0009]本實(shí)用新型的第一方面提供了一種用于分選的微流控芯片，所述芯片包括:
[0010]用于流入待分選液體的芯片入口 ；
[0011]用于供待分選液體流動(dòng)的主通道；以及
[0012]用于排出經(jīng)分選后液體的芯片出口 ；
[0013]其中，所述的主通道包括位于芯片入口處的入口通道、位于芯片出口處的出口通道，以及位于所述入口通道和出口通道之間的捕獲區(qū)通道，
[0014]并且所述的捕獲區(qū)通道設(shè)有多個(gè)開口朝下的、收集待分選的目標(biāo)物質(zhì)的收集小室。
[0015]在另一優(yōu)選例中，所述收集小室包括截面為圓形、近圓形、橢圓形、或正多邊的凹坑。
[0016]在另一優(yōu)選例中，所述收集小室位于捕獲區(qū)通道的上部。
[0017]在另一優(yōu)選例中，在從芯片入口至捕獲區(qū)通道方向，所述的入口通道的寬度是逐漸變大的。
[0018]在另一優(yōu)選例中，在從捕獲區(qū)通道至芯片出口方向，所述的出口通道的寬度是逐漸變小的。
[0019]在另一優(yōu)選例中，所述的捕獲區(qū)通道中，所述收集小室的開口與捕獲區(qū)通道的下表面之間的距離為100-500 μ m，較佳地為300 μ m。
[0020]在另一優(yōu)選例中，所述微流控芯片的材料包括聚合物、玻璃。
[0021]在另一優(yōu)選例中，所述微流控芯片的材料選自下組:聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯、聚乙二醇、或其組合，優(yōu)選為聚二甲基硅氧烷。
[0022]在另一優(yōu)選例中，所述收集小室為陣列分布。
[0023]在另一優(yōu)選例中，任意相鄰的三個(gè)收集小室的截面中心構(gòu)成邊長為50-200μπι的等邊三角形，較佳地邊長為60-150 μ m的等邊三角形。
[0024]在另一優(yōu)選例中，所述各收集小室的截面積為1000-5000平方微米，較佳地1500-2500平方微米。
[0025]在另一優(yōu)選例中,所述收集小室的截面是半徑為15-50μηι的圓。
[0026]在另一優(yōu)選例中，相鄰兩個(gè)收集小室距離為25-100 μ m,較佳地為50 ±10 μ m。
[0027]在另一優(yōu)選例中，所述收集小室高度為50-800 μ m，較佳地為75-500 μ m。
[0028]在另一優(yōu)選例中，所述主通道由等腰直角三角形的入口通道、正方形捕獲區(qū)通道和等腰直角三角形的出口通道組成，并且兩個(gè)等腰直角三角形的斜邊分別與正方形的左右兩邊重合。
[0029]在另一優(yōu)選例中，所述捕獲區(qū)通道為長15?30mm、寬15?30mm的矩形。
[0030]在另一優(yōu)選例中，所述主通道的高度為100-1000 μ m，較佳地為200-800 μ m。
[0031]在另一優(yōu)選例中，所述芯片出口和芯片入口位于所述芯片的底面且分別位于等腰直角三角形的入口通道和出口通道的直角處。[0032]在另一優(yōu)選例中，所述芯片出口和芯片入口為矩形或圓形。
[0033]在另一優(yōu)選例中，所述芯片出口和芯片入口的截面為直徑是200-2000 μ m的圓。
[0034]本實(shí)用新型第二方面提供了另一種用于分選的微流控芯片，所述芯片包括:可相互閉合的第一基片與第二基片，所述第一基片與所述第二基片閉合，形成用于供待分選液體流動(dòng)的主通道，其中，
[0035]所述第一基片設(shè)有用于收集待分選的目標(biāo)物質(zhì)的收集小室區(qū)，所述收集小室區(qū)設(shè)有多個(gè)開口朝下的收集小室；和
[0036]所述第二基片設(shè)有芯片入口、芯片出口和主通道的下表面；
[0037]在另一優(yōu)選例中，所述第一基片與第二基片是一體成型或分體式結(jié)構(gòu)。
[0038]在另一優(yōu)選例中，所述的主通道包括位于芯片入口處的入口通道、位于芯片出口處的出口通道，以及位于所述入口通道和出口通道之間的捕獲區(qū)通道，并且所述的收集小室區(qū)位于捕獲區(qū)通道上部，從而使得所述的捕獲區(qū)通道具有多個(gè)開口朝下的、收集待分選的目標(biāo)物質(zhì)的收集小室。
[0039]在另一優(yōu)選例中，所述的微流控芯片用于從流體中分選細(xì)胞(如循環(huán)腫瘤細(xì)胞)或其他物質(zhì)。
[0040]在另一優(yōu)選例中，所述其他物質(zhì)包括DNA、mRNA、microRNA或蛋白質(zhì)。
[0041]在另一優(yōu)選例中，所述細(xì)胞包括循環(huán)腫瘤細(xì)胞、腸癌CD133腫瘤干細(xì)胞、骨髓中腫瘤細(xì)胞、腹水中腫瘤細(xì)胞。
[0042]在另一優(yōu)選例中，所述第一基片和/或第二基片的材料包括聚合物、玻璃。
[0043]在另一優(yōu)選例中，所述第一基片和/或第二基片的材料選自下組:聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯、聚乙二醇、或其組合，優(yōu)選為聚二甲基硅氧烷。
[0044]本實(shí)用新型的第三方面提供了一種用于分選的微流控芯片裝置，所述芯片裝置包括:
[0045]本實(shí)用新型的第一方面或第二方面所述的用于分選的微流控芯片；和
[0046]設(shè)于位于所述芯片上方的磁鐵，所述磁鐵用于產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而使得待分選的目標(biāo)物質(zhì)被收集于所述芯片的收集小室。
[0047]在另一優(yōu)選例中，所述磁鐵為永磁鐵或電磁鐵。
[0048]在另一優(yōu)選例中，所述芯片裝置用于分選結(jié)腸癌CD133腫瘤干細(xì)胞、骨髓中腫瘤細(xì)胞、腹水中腫瘤細(xì)胞、DNA、mRNA、microRNA或蛋白質(zhì)。
[0049]本實(shí)用新型的第四方面一種用于分選的微流控芯片試劑盒(kit)，所述芯片試劑盒包括:本實(shí)用新型的第一方面或第二方面所述的用于分選的微流控芯片；和使用說明。
[0050]在另一優(yōu)選例中，所述試劑盒還包括一種或多種選自下組的組件:
[0051](i)偶聯(lián)抗體的免疫磁珠；
[0052](ii)未偶聯(lián)抗體的磁性微球；
[0053](iii)磁鐵。
[0054]在另一優(yōu)選例中，所述免疫磁珠包括:偶聯(lián)抗-人上皮細(xì)胞粘附分子抗體的免疫磁珠、抗-人⑶133免疫磁珠。
[0055]在另一優(yōu)選例中，所述芯片試劑盒用于分選結(jié)腸癌CD133腫瘤干細(xì)胞、骨髓中腫瘤細(xì)胞、腹水中腫瘤細(xì)胞、DNA、mRNA、microRNA或蛋白質(zhì)。[0056]應(yīng)理解，在本實(shí)用新型范圍內(nèi)中，本實(shí)用新型的上述各技術(shù)特征和在下文(如實(shí)施例)中具體描述的各技術(shù)特征之間都可以互相組合，從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0057]圖1為本實(shí)用新型微流控芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0058]圖2為本實(shí)用新型微流控芯片的俯視圖。
[0059]圖3為本實(shí)用新型微流控芯片收集小室陣列分布的平面示意圖。
[0060]圖4為本實(shí)用新型微流控芯片的收集小室和捕獲區(qū)通道的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0061]發(fā)明人經(jīng)過長期深入的研究，開發(fā)了一種用于分選的微流控芯片、微流控芯片裝置以及微流控芯片試劑盒。通過在芯片的捕獲區(qū)通道的上部設(shè)置用于分選細(xì)胞的收集小室，并在芯片收集小室區(qū)上方外置磁場(chǎng)，不僅進(jìn)一步增大了細(xì)胞分選區(qū)的面積，提高芯片處理能力，而且使已捕獲CTCs盡量避免受到流體擾動(dòng)和剪切應(yīng)力的損傷，進(jìn)一步提高了捕獲細(xì)胞的敏感度。在此基礎(chǔ)上完成了本實(shí)用新型。
[0062]微流控芯片
[0063]本實(shí)用新型提供的第一種用于分選的微流控芯片，包括:
[0064]用于流入待分選液體的芯片入口 ；
[0065]用于供待分選液體流動(dòng)的主通道；以及
[0066]用于排出經(jīng)分選后液體的芯片出口；
[0067]其中，主通道包括位于芯片入口處的入口通道、位于芯片出口處的出口通道，以及位于入口通道和出口通道之間的捕獲區(qū)通道，
[0068]并且捕獲區(qū)通道設(shè)有多個(gè)開口朝下的、收集待分選的目標(biāo)物質(zhì)的收集小室。
[0069]收集小室包括截面為圓形、近圓形、橢圓形、或正多邊的凹坑。在從芯片入口至捕獲區(qū)通道方向，入口通道的寬度是逐漸變大的。在從捕獲區(qū)通道至芯片出口方向，出口通道的寬度是逐漸變小的。
[0070]在捕獲區(qū)通道中，收集小室的開口與捕獲區(qū)通道的下表面之間的距離為100-500 μ m,較佳地為 300 μ m。
[0071]微流控芯片的材料包括聚合物、玻璃。聚合物包括但不限于聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯、聚乙二醇、或其組合，優(yōu)選為聚二甲基硅氧烷。
[0072]收集小室為陣列分布。任意相鄰的三個(gè)收集小室的截面中心構(gòu)成邊長為50-200 μ m的等邊三角形，較佳地邊長為60-150 μ m的等邊三角形。各收集小室的截面積為1000-5000平方微米(注:半徑25微米的圓面積為約1960平方微米)，較佳地1500-2500平方微米。收集小室優(yōu)選為截面是半徑15-50 μ m的圓。收集小室高度為50-800 μ m，較佳地為75-500 μ m。同一行或列的相鄰兩個(gè)收集小室距離為25-100 μ m，較佳地為50 ± 10 μ m。這樣的收集小室設(shè)計(jì)可以避免已捕獲的CTCs受到流體擾動(dòng)和剪切應(yīng)力的損傷。
[0073]捕獲區(qū)通道為長20?30_、寬20?30_的矩形。
[0074]主通道由等腰直角三角形的入口通道、正方形捕獲區(qū)通道和等腰直角三角形的出口通道組成，并且兩個(gè)等腰直角三角形的斜邊分別與正方形的左右兩邊重合。收集小室優(yōu)選位于捕獲區(qū)通道的上部。主通道的高度為100-1000 μ m，較佳地為200-800 μ m。這樣的通道設(shè)計(jì)可支持高流量的細(xì)胞分選。
[0075]芯片出口和芯片入口位于所述芯片的底面且分別位于等腰直角三角形的入口通道和出口通道的直角處。出口和入口的大小或?qū)挾葲]有特別限制，通常可以為矩形或圓形，如直徑為200-2000 μ m的圓。
[0076]本實(shí)用新型提供的另一種用于分選的微流控芯片，所述芯片包括:可相互閉合的第一基片與第二基片，當(dāng)位于上方的所述第一基片與位于下方的所述第二基片閉合時(shí)，形成用于供待分選液體流動(dòng)的主通道，其中，
[0077]第一基片設(shè)有用于收集待分選的目標(biāo)物質(zhì)的收集小室區(qū)，所述收集小室區(qū)設(shè)有多個(gè)開口朝下的收集小室；和
[0078]第二基片設(shè)有芯片入口、芯片出口和主通道的下表面；
[0079]主通道包括位于芯片入口處的入口通道、位于芯片出口處的出口通道，以及位于入口通道和出口通道之間的捕獲區(qū)通道，并且收集小室區(qū)位于捕獲區(qū)通道上部，從而使得捕獲區(qū)通道具有多個(gè)開口朝下的、收集待分選的目標(biāo)物質(zhì)的收集小室。
[0080]第一基片與第二基片可以是一體成型結(jié)構(gòu)，也可以是為分體式結(jié)構(gòu)。
[0081]當(dāng)?shù)谝换c第二基片為分體結(jié)構(gòu)時(shí)，將第一基片與第二基片相互閉合即組成本實(shí)用新型的微流控芯片。
[0082]只要設(shè)有收集小室的通道部分，都可是捕獲區(qū)通道的一部分。通常，捕獲區(qū)通道設(shè)為矩形，也可以是其他各種形狀，例如捕獲區(qū)通道的寬度可以是兩端較小而中間較大。
[0083]第一基片和/或第二基片的材料包括但不限于聚合物、玻璃，其中聚合物選自下組:聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯、聚乙二醇、或其組合，優(yōu)選為聚二甲基硅氧烷。
[0084]微流控芯片裝置及芯片試劑盒
[0085]本實(shí)用新型的用于分選微流控芯片裝置，包括:本實(shí)用新型上述的用于分選的微流控芯片；和設(shè)于位于所述芯片上方的磁鐵。磁鐵包括永磁鐵或電磁鐵，所述磁鐵用于產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而使得待分選的目標(biāo)物質(zhì)被收集于所述芯片的收集小室。
[0086]本實(shí)用新型中，所述的目標(biāo)物質(zhì)包括細(xì)胞或其他物質(zhì)，其中細(xì)胞包括循環(huán)腫瘤細(xì)胞、結(jié)腸癌CD133腫瘤干細(xì)胞、骨髓中腫瘤細(xì)胞、腹水中腫瘤細(xì)胞等，其他物質(zhì)包括DNA、mRNA、microRNA、蛋白質(zhì)等。
[0087]本實(shí)用新型的芯片裝置可用于分選結(jié)腸癌CD133腫瘤干細(xì)胞、骨髓中腫瘤細(xì)胞、腹水中腫瘤細(xì)胞、DNA> mRNA、microRNA或蛋白質(zhì)。
[0088]本實(shí)用新型所提供的用于分選的微流控芯片試劑盒(kit)，包括:本實(shí)用新型上述的用于分選的微流控芯片；和使用說明。
[0089]此外，試劑盒還包括一種或多種選自下組的組件:
[0090](i)偶聯(lián)抗體的免疫磁珠；
[0091](ii)未偶聯(lián)抗體的磁性微球；
[0092](iii)磁鐵。
[0093]免疫磁珠可根據(jù)被分選的目標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行選擇，在本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選例中，偶聯(lián)抗體的免疫磁珠包括但不限于:偶聯(lián)抗-人上皮細(xì)胞粘附分子抗體的免疫磁珠、抗-人⑶133免疫磁珠。
[0094]本實(shí)用新型的芯片試劑盒可用于分選結(jié)腸癌CD133腫瘤干細(xì)胞、骨髓中腫瘤細(xì)胞、腹水中腫瘤細(xì)胞、DNA、mRNA、microRNA或蛋白質(zhì)。
[0095]從流體中分選目標(biāo)物的分選方法
[0096]本實(shí)用新型的從流體中分選目標(biāo)物的分選方法，包括以下步驟:
[0097](I)將含有待分選的細(xì)胞或其他物質(zhì)的流體與偶聯(lián)有抗體的免疫磁珠混合，從而形成含有“細(xì)胞一磁性微球”或“其他物質(zhì)一磁性微球”復(fù)合物的流體；
[0098](2)將流體流入(通過微泵泵入)本實(shí)用新型的微流控芯片中，并流經(jīng)芯片的捕獲區(qū)通道，使得“細(xì)胞一磁性微球”或“其他物質(zhì)一磁性微球”復(fù)合物被收集于所述的收集小室，并使經(jīng)分選的流體流出芯片，其中，在芯片捕獲區(qū)通道的上方設(shè)有用于吸附復(fù)合物的磁場(chǎng)；
[0099](3)在移去磁場(chǎng)和/或設(shè)置位于捕獲區(qū)通道下方磁場(chǎng)的條件下，洗脫被收集的“細(xì)胞一磁性微球”或“其他物質(zhì)一磁性微球”復(fù)合物，從而得到分選的目標(biāo)物。
[0100]所述目標(biāo)物包括但不限于:結(jié)腸癌CD133腫瘤干細(xì)胞、骨髓中腫瘤細(xì)胞、腹水中腫瘤細(xì)胞、DNA> mRNA、microRNA或蛋白質(zhì)。
[0101]在步驟(I)和步驟(2)之間，還包括對(duì)主通道進(jìn)行沖洗的步驟，如使用嵌段式聚醚F-108對(duì)主通道進(jìn)行沖洗。
[0102]在步驟(2)和(3)之間，還設(shè)有洗滌步驟，用于洗滌未被免疫磁珠標(biāo)記的非目標(biāo)細(xì)胞。
[0103]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的主要優(yōu)點(diǎn)包括:
[0104](I)本實(shí)用新型的微流控芯片制作簡(jiǎn)單，可操作性和可重復(fù)性好。
[0105](2)本實(shí)用新型的微流控芯片大幅提升了細(xì)胞分選區(qū)的面積，支持高流量的細(xì)胞分選。
[0106](3)將外置磁鐵放置在通道的頂部，進(jìn)一步增大了細(xì)胞分選區(qū)的面積，通過磁場(chǎng)優(yōu)化，進(jìn)一步提高了外加磁場(chǎng)梯度，通過流場(chǎng)模擬，在細(xì)胞分選區(qū)的上方設(shè)置了用于細(xì)胞收集的小室，從而使已捕獲CTCs盡量避免受到流體擾動(dòng)和剪切應(yīng)力的損傷。
[0107]本實(shí)用新型提到的上述特征，或?qū)嵤├岬降奶卣骺梢匀我饨M合。本案說明書所揭示的所有特征可與任何組合物形式并用，說明書中所揭示的各個(gè)特征，可以任何被提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特別說明，所揭示的特征僅為均等或相似特征的一般性例子。
[0108]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件或按照制造廠商所建議的條件。除非另外說明，否則百分比和份數(shù)按重量計(jì)算。
[0109]除非另行定義，文中所使用的所有專業(yè)與科學(xué)用語與本領(lǐng)域熟練人員所熟悉的意義相同。此外，任何與所記載內(nèi)容相似或均等的方法及材料皆可應(yīng)用于本實(shí)用新型方法中。文中所述的較佳實(shí)施方法與材料僅作示范之用。
[0110]實(shí)施例1微流控芯片
[0111]如圖1-4所示，本實(shí)用新型的芯片結(jié)構(gòu)為一體成型的，包括:[0112](I)芯片入口 4:位于微流控芯片I的底面，形狀為直徑為500微米的圓，芯片入口4與芯片的主通道3相連接。
[0113](2)芯片主通道3:主通道3由斜邊長為25.4毫米的等腰直角三角形的入口通道
6、邊長為25.4毫米的正方形捕獲區(qū)通道2和斜邊長為25.4毫米的等腰直角三角形的出口通道7組成，兩個(gè)等腰直角三角形的斜邊分別與正方形的左右兩邊重合。芯片出口 5和芯片入口 4分別位于等腰直角三角形的入口通道6和出口通道7的直角處，等腰直角三角形的直角被直徑500微米的半圓所替代。主通道3的高度為300微米。
[0114]捕獲區(qū)通道2設(shè)有多個(gè)開口朝下的、收集待分選的細(xì)胞或其他物質(zhì)的收集小室8。收集小室8的截面為直徑50微米的圓形，每個(gè)收集小室8高度為100微米，收集小室8呈陣列分布，形成25.4毫米X 25.4毫米的正方形的收集小室區(qū)，同一行或列的相鄰的收集小室8的間距為50微米，任意相鄰的三個(gè)收集小室8的截面中心構(gòu)成邊長為100微米的等邊三角形。收集小室8的開口朝下，上端密閉，收集小室區(qū)位于捕獲區(qū)通道2的上方，使得捕獲區(qū)通道2具有多個(gè)開口朝下的、收集待分選的細(xì)胞或其他物質(zhì)的收集小室8。
[0115](3)芯片出口 5:位于微流控芯片I的底面，形狀為直徑為500微米的圓，芯片出口5與芯片的主通道3相連接。
[0116]實(shí)施例2微流控芯片
[0117]如圖1和圖4所示，本實(shí)施例的芯片與實(shí)施例1的芯片結(jié)構(gòu)基本相同，包括芯片入口、芯片主通道和芯片出口。不同之處在于芯片為分體式結(jié)構(gòu)，包括位于上方的第一基片和位于下方的第二基片，兩者相互閉合。第一基片設(shè)有用于收集待分選的細(xì)胞或其他物質(zhì)的收集小室區(qū)，收集小室區(qū)設(shè)有多個(gè)開口朝下的收集小室，第二基片設(shè)有芯片入口、芯片出口和主通道的下表面9。當(dāng)?shù)谝换偷诙]合時(shí)，第一基片設(shè)有收集小室區(qū)的一面與第二基片的主通道下表面共同形成用于供待分選液體流動(dòng)的芯片主通道，芯片主通道包括入口通道、捕獲區(qū)通道和出口通道，其中收集小室區(qū)位于捕獲區(qū)通道的上部，構(gòu)成捕獲區(qū)通道的一部分。第一基片和第二基片均由聚二甲基娃氧燒制成。
[0118]本實(shí)用新型的芯片可用于分選結(jié)腸癌CD133腫瘤干細(xì)胞、骨髓中腫瘤細(xì)胞、腹水中腫瘤細(xì)胞、DNA> mRNA、microRNA或蛋白質(zhì)。
[0119]具體的分選方法包括以下步驟:
[0120](I)使用嵌段式聚醚F-108沖洗微流控芯片通道30分鐘，以防止非特異性細(xì)胞或其他物質(zhì)粘附。
[0121](2)將偶聯(lián)抗體的免疫磁珠與待測(cè)樣品液體在試管中進(jìn)行充分反應(yīng)，使磁珠與目標(biāo)細(xì)胞通過抗原-抗體的特異性結(jié)合力而形成磁珠-細(xì)胞復(fù)合體。
[0122](3)在微流控芯片的捕獲區(qū)通道上方放置永磁鐵，用以在捕獲區(qū)內(nèi)產(chǎn)生不均勻的磁場(chǎng)梯度。
[0123](4)將上述充分反應(yīng)的樣品全部移至微量注射泵中，按照一定流速將樣品持續(xù)經(jīng)芯片入口泵入微流控的主通道內(nèi)。
[0124](5)磁珠-細(xì)胞復(fù)合體在芯片捕獲區(qū)受到磁場(chǎng)力作用而發(fā)生垂直于流速方向的速度，并進(jìn)入到收集小室；未被免疫磁珠標(biāo)記的非目標(biāo)細(xì)胞，不受磁場(chǎng)力作用，因此隨液體流動(dòng)從芯片出口流出。
[0125](6)細(xì)胞分選結(jié)束后，使用緩沖液沖洗主通道三次，將位于捕獲區(qū)通道上方的磁鐵移至原先位置對(duì)側(cè)，即放置在捕獲區(qū)通道的底部，磁珠-細(xì)胞復(fù)合體受到磁場(chǎng)力作用，而被從收集小室中吸引出來，被滯留在主通道中。
[0126](7)移去永磁鐵，即可得到分選的目標(biāo)細(xì)胞。
[0127](8)使用緩沖液沖洗微流控芯片的主通道，進(jìn)一步從芯片出口收集分選的目標(biāo)細(xì)胞，分選得到的細(xì)胞可以用于后續(xù)各種實(shí)驗(yàn)。
[0128]在本實(shí)用新型提及的所有文獻(xiàn)都在本申請(qǐng)中引用作為參考，就如同每一篇文獻(xiàn)被單獨(dú)引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于分選的微流控芯片，其特征在于，所述芯片包括: 用于流入待分選液體的芯片入口； 用于供待分選液體流動(dòng)的主通道；以及 用于排出經(jīng)分選后液體的芯片出口； 其中，所述的主通道包括位于芯片入口處的入口通道、位于芯片出口處的出口通道，以及位于所述入口通道和出口通道之間的捕獲區(qū)通道， 并且所述的捕獲區(qū)通道設(shè)有多個(gè)開口朝下的、收集待分選的目標(biāo)物質(zhì)的收集小室。
2.如權(quán)利要求1所述的芯片，其特征在于，所述收集小室位于捕獲區(qū)通道的上部。
3.如權(quán)利要求1所述的芯片，其特征在于，所述收集小室為陣列分布。
4.如權(quán)利要求1所述的芯片，其特征在于，相鄰兩個(gè)收集小室距離為25-100μπι。
5.如權(quán)利要求1所述的芯片，其特征在于，所述收集小室高度為50-800μ m。
6.如權(quán)利要求1所述的芯片，其特征在于，所述主通道由等腰直角三角形的入口通道、正方形捕獲區(qū)通道和等腰直角三角形的出口通道組成，并且兩個(gè)等腰直角三角形的斜邊分別與正方形的左右兩邊重合。
7.如權(quán)利要求1所述的芯片，其特征在于，所述主通道的高度為100-1000μ m。
8.一種用于分選的微流控芯片，其特征在于，所述芯片包括:可相互閉合的第一基片與第二基片，當(dāng)所述第一基片與所述第二基片閉合時(shí)，形成用于供待分選液體流動(dòng)的主通道，其中， 所述第一基片設(shè)有用于收集待分選的目標(biāo)物質(zhì)的收集小室區(qū)，所述收集小室區(qū)設(shè)有多個(gè)開口朝下的收集小室； 所述第二基片設(shè)有芯片入口、芯片出口和主通道的下表面。
9.一種用于分選微流控芯片裝置，其特征在于，所述芯片裝置包括: 權(quán)利要求1或8所述的用于分選的微流控芯片；和 設(shè)于位于所述芯片上方的磁鐵，所述磁鐵用于產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而使得待分選的目標(biāo)物質(zhì)被收集于所述芯片的收集小室。
【文檔編號(hào)】C12M1/00GK203474775SQ201320321875
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月4日
【發(fā)明者】張振宇, 葛海燕, 印曉偉, 代鎮(zhèn)嶺, 李書恒, 李淑萍 申請(qǐng)人:上海市東方醫(yī)院