一種循環(huán)腫瘤細(xì)胞檢測芯片及其應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明涉及到一種循環(huán)腫瘤細(xì)胞檢測芯片及其應(yīng)用。該微流控芯片結(jié)合確定性側(cè)向位移及特異性生物親和識(shí)別原理，實(shí)現(xiàn)了外周血中循環(huán)腫瘤細(xì)胞的協(xié)同高效率、高純度捕獲檢測。在微芯片內(nèi)，設(shè)計(jì)了修飾有親和識(shí)別分子如核酸適體或抗體、具有特定幾何排列方式的三角形微柱陣列。通過調(diào)控三角形陣列的旋轉(zhuǎn)角度、距離、偏移角度等參數(shù)，可控制不同尺寸的細(xì)胞經(jīng)過微通道的流動(dòng)行為。該芯片可實(shí)現(xiàn)三方面的功能從而提高循環(huán)腫瘤細(xì)胞的捕獲效率和純度。同時(shí)，亦設(shè)計(jì)了一種氣驅(qū)動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)，可一路氣壓同時(shí)控制多路液流。
【專利說明】
一種循環(huán)腫瘤細(xì)胞檢測芯片及其應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種循環(huán)腫瘤細(xì)胞檢測芯片設(shè)計(jì)、理論模擬及應(yīng)用，涉及微流控芯片及臨床診斷領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們對(duì)腫瘤轉(zhuǎn)移機(jī)制研究的深入，越來越多人認(rèn)識(shí)到腫瘤的早期診斷、及時(shí)治療以及預(yù)后檢測，在降低癌癥死亡率，減少和控制癌癥發(fā)病率方面的重要性，更意識(shí)到循環(huán)腫瘤細(xì)胞的檢測在早期發(fā)現(xiàn)腫瘤轉(zhuǎn)移、監(jiān)測術(shù)后復(fù)發(fā)、評(píng)估療效及預(yù)后，以及選擇合適的個(gè)體化治療等方面的重要影響。因此，越來越多的現(xiàn)代檢測技術(shù)發(fā)展應(yīng)用到循環(huán)腫瘤細(xì)胞的檢測領(lǐng)域中，但是，循環(huán)腫瘤細(xì)胞的檢測面臨最大挑戰(zhàn)即是在血液中含量稀少一一ImL外周血中可能只含有1-10個(gè)循環(huán)腫瘤細(xì)胞，卻有19個(gè)紅細(xì)胞，16個(gè)白細(xì)胞的高背景干擾。如何從含有數(shù)億個(gè)非靶標(biāo)細(xì)胞的復(fù)雜血液環(huán)境中準(zhǔn)確分離出幾個(gè)腫瘤細(xì)胞，發(fā)展一種高靈敏、高準(zhǔn)確度、高通量、保持捕獲細(xì)胞活性、經(jīng)濟(jì)的富集外周血循環(huán)腫瘤細(xì)胞的方法是目前需要突破的瓶頸。
[0003]目前循環(huán)腫瘤細(xì)胞檢測主要存在的問題包括:1、捕獲效率低，容易出現(xiàn)假陰性。主要原因是多數(shù)捕獲依賴于抗體和抗原的相互識(shí)別，然而抗體存在著特異性差、結(jié)合能力低、易失活、壽命短的缺點(diǎn)，導(dǎo)致CTC無法達(dá)到理想的富集效率。例如，Ce 11 Search系統(tǒng)有15的富集率，但是CTC在血液中的存在比例是1:1O9?101()，相差了四個(gè)數(shù)量級(jí)。另外，大量高生產(chǎn)成本，高儲(chǔ)運(yùn)成本的抗體的使用，直接導(dǎo)致最終測試成本的增加，CelI Search的一次測試費(fèi)就高達(dá)600美元。2、在高背景的血液細(xì)胞背景下，容易產(chǎn)生非特異的細(xì)胞捕獲，產(chǎn)生假陽性。3、對(duì)捕獲的細(xì)胞傷害較大，釋放效率低，難以對(duì)捕獲的循環(huán)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞分析。
[0004]微流控芯片具有高通量、高比表面積、體積小和消耗少等特點(diǎn)，因此可以設(shè)計(jì)成具有低成本、高富集效率、高選擇性等優(yōu)點(diǎn)的循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲微流控芯片。目前利用微流控芯片進(jìn)行循環(huán)腫瘤細(xì)胞檢測的方法主要有兩種:I)利用親和性識(shí)別捕獲；2)利用物理特性差異，比如利用微孔過濾循環(huán)腫瘤細(xì)胞和其他細(xì)胞或者確定橫向位移方式根據(jù)細(xì)胞大小對(duì)細(xì)胞進(jìn)行分離。但是這些方式仍然存在捕獲效率低，非特異性吸附非靶細(xì)胞，細(xì)胞活性差等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的第一目的在于提供一種超高捕獲效率的循環(huán)腫瘤細(xì)胞檢測芯片。
[0006]本發(fā)明的第二目的在于提供一種基于微流控芯片上實(shí)現(xiàn)循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲的方法。
[0007]本發(fā)明的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]一種特異性循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲芯片，其特征在于:芯片設(shè)有至少三個(gè)進(jìn)樣孔和至少三個(gè)出樣孔;進(jìn)樣孔和出樣孔之間為三角形微柱陣列，三角形微柱陣列按照確定性側(cè)向位移原理排列;所述微陣列表面修飾特異性識(shí)別分子，所述的特異性識(shí)別分子包括核酸適體或者抗體。
[0009]所述的抗體優(yōu)選為EpCAM抗體或者其他循環(huán)腫瘤細(xì)胞標(biāo)志物抗體。
[0010]所述的核酸適體可以通過篩選得到，優(yōu)選的序列包括EpCAM或者其他循環(huán)腫瘤細(xì)胞標(biāo)志物核酸適體。
[0011]在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，三角形微柱陣列中，每個(gè)三角形的旋轉(zhuǎn)角度Θ為0-180度、臨界直徑為0_50μπι。
[0012]—種循環(huán)腫瘤細(xì)胞的捕獲裝置，其特征在于，包括前述的芯片，還包括
[0013]至少一氣體進(jìn)樣裝置，所述的氣體進(jìn)樣裝置通過氣壓控制三個(gè)進(jìn)樣通道的進(jìn)樣以及控制流過微流控芯片的液體的流體壓力。
[0014]本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種一路氣壓同時(shí)分別控制多路液流的裝置。該裝置通過多個(gè)閥門將一路氣壓分為多路并聯(lián)的氣壓，通過閥門可以分別控制幾路氣壓大小，從而通過氣壓大小控制后續(xù)的液流速度及流量。該裝置可以用于循環(huán)腫瘤細(xì)胞的捕獲芯片的樣品及緩沖溶液注入，及其他基于此原理的液體進(jìn)樣。
[0015]本發(fā)明的芯片在特定旋轉(zhuǎn)角度的三角形微柱陣列上修飾靶向識(shí)別分子包括核酸適體或者抗體并以基于DLD(deterministic lateral displacement，確定性側(cè)向位移)原理排列。結(jié)合了確定性側(cè)向位移及特異性識(shí)別兩種捕獲原理，既利用物理性質(zhì)差異，同時(shí)也利用循環(huán)腫瘤細(xì)胞表面標(biāo)志物不同。調(diào)控了用于循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲確定性側(cè)向位移芯片的參數(shù)，循環(huán)腫瘤細(xì)胞按三角形微柱陣列偏移方向運(yùn)動(dòng)，而小尺寸細(xì)胞按液流方向移動(dòng)，提高了尺寸大于臨界直徑的循環(huán)腫瘤細(xì)胞與三角形微柱陣列的碰撞概率，減少了尺寸小于臨界直徑的血液細(xì)胞的碰撞概率。旋轉(zhuǎn)三角形呈特定角度，使三角形微柱陣列的三面呈現(xiàn)梯度剪應(yīng)力，增加靶標(biāo)細(xì)胞和微陣列上識(shí)別分子的接觸時(shí)間，提高捕獲效率和純度。
[0016]本發(fā)明的又一技術(shù)方案為:
[0017]循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲的方法，包括如下步驟:
[0018]I)將含有循環(huán)腫瘤細(xì)胞的血液樣品或者緩沖溶液通過進(jìn)樣孔注入，緩沖溶液通過另兩個(gè)進(jìn)樣孔注入；
[0019]2)細(xì)胞進(jìn)入捕獲微陣列，由于表面標(biāo)志物以及尺寸不同，循環(huán)腫瘤細(xì)胞和微陣列實(shí)現(xiàn)多次接觸，最終進(jìn)彳丁捕獲；
[0020]3)通過核酸酶水解核酸適體或者消化細(xì)胞膜表面蛋白對(duì)捕獲的循環(huán)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行釋放；
[0021]優(yōu)選地，在芯片中，調(diào)控三角形陣列的旋轉(zhuǎn)角度(0-180度)、臨界直徑(0-50μπι)、流速(0-10mL/h)等參數(shù)為特定值，調(diào)控之前包括以下的模擬和優(yōu)化步驟:
[0022]基于Computat1nal Fluid Dynamic(計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)，CFD)對(duì)不同尺寸細(xì)胞通過微陣列的路徑模擬;基于液固兩相流動(dòng)反應(yīng)(fluid-solid interact1n)對(duì)不同尺寸細(xì)胞定向取代動(dòng)力學(xué)模擬;基于任意拉格朗日歐拉法對(duì)修正幾何學(xué)的動(dòng)力學(xué)以及移動(dòng)邊界進(jìn)行模擬。
[0023]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0024]I)調(diào)控臨界直徑(critical diameter，Dc)0-50μηι，結(jié)合確定性側(cè)向位移實(shí)現(xiàn)空間的分離，確定尺寸大于臨界直徑尺寸的循環(huán)腫瘤細(xì)胞按三角形微柱陣列偏移方向運(yùn)動(dòng)，而小尺寸血液細(xì)胞按液流方向移動(dòng)而降低了碰微概率；
[0025]2)三角形微柱陣列旋轉(zhuǎn)為帶Θ角度(0-180度)的DLD陣列，旋轉(zhuǎn)后可以降低剪應(yīng)力，增加靶標(biāo)細(xì)胞和微陣列上識(shí)別分子的接觸時(shí)間，并且三角形微柱陣列的三面呈現(xiàn)梯度剪應(yīng)力，均利于提高靶標(biāo)細(xì)胞捕獲效率以及捕獲純度；
[0026]3)結(jié)合基于尺寸及特異性識(shí)別兩種原理進(jìn)行循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲，結(jié)合確定性側(cè)向位移區(qū)分以及特異性識(shí)別的原理對(duì)靶標(biāo)細(xì)胞進(jìn)行高效捕獲，既利用了循環(huán)腫瘤細(xì)胞與血液細(xì)胞尺寸大小的差別，同時(shí)也利用循環(huán)腫瘤細(xì)胞表面特異性標(biāo)志物的差別；
[0027]4)調(diào)控三角形陣列的旋轉(zhuǎn)角度(0-180度)、臨界直徑(0-50μπι)、流速(O-lOmL/h)等參數(shù)為特定值，使得基于兩種捕獲原理的芯片設(shè)計(jì)捕獲效率最優(yōu)。
[0028]本發(fā)明的CTC捕獲效率可以達(dá)到:緩沖溶液及血液中捕獲效率達(dá)到95%以上。
【附圖說明】
[0029]圖1為芯片設(shè)計(jì)及工作原理示意圖。圖1A為基于微三角柱陣列、微漩渦碰撞、側(cè)面高效捕獲的細(xì)胞捕獲芯片及細(xì)胞流動(dòng)速度模擬結(jié)果；圖1B為循環(huán)腫瘤細(xì)胞、白細(xì)胞及紅細(xì)胞流動(dòng)路徑，其中大顆粒代表循環(huán)腫瘤細(xì)胞，中等顆粒代表白細(xì)胞，扁平顆粒代表紅細(xì)胞。
[0030]圖2為不同尺寸顆粒通過三角形微陣列的路徑。圖2A為20微米和10微米顆粒理論模擬路徑，20微米顆粒移動(dòng)路徑在下方，10微米顆粒移動(dòng)路徑在上方；圖2B為不同顆粒實(shí)際運(yùn)動(dòng)路徑，上方路徑為小顆粒路徑，下方路徑為大顆粒路徑。
[0031]圖3A為10、15、20微米顆粒和三角形微陣列碰撞概率計(jì)算結(jié)果；圖3B為循環(huán)腫瘤細(xì)胞及血液細(xì)胞對(duì)三角形微陣列碰撞概率趨勢，其中左、中、右分別代表循環(huán)腫瘤細(xì)胞、白細(xì)胞和紅細(xì)胞。
[0032]圖4為三角形微陣列旋轉(zhuǎn)Θ角度后對(duì)剪應(yīng)力以及接觸時(shí)間影響。圖4A為剪應(yīng)力的變化，其中淺色為正三角形微陣列為一個(gè)定值，黑色代表旋轉(zhuǎn)Θ角度三角形微陣列，其剪應(yīng)力隨距離增加而下降；圖4B為細(xì)胞與三角形微陣列接觸時(shí)間，其中淺色為正三角形微陣列，黑色代表旋轉(zhuǎn)Θ角度三角形微陣列；圖4C為正三角形微陣列模擬情況；圖4D為旋轉(zhuǎn)Θ角度三角形微陣列模擬情況。
[0033]圖5為三角形微陣列旋轉(zhuǎn)Θ角度后對(duì)循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲效率影響。圖5A左側(cè)上圖為理論模擬旋轉(zhuǎn)Θ角度三角形微陣列捕獲細(xì)胞情況，5A左側(cè)下圖實(shí)際捕獲情況，圖5A右側(cè)上圖為理論模擬正三角形微陣列捕獲細(xì)胞情況，5A右側(cè)下圖實(shí)際捕獲情況；圖5B為對(duì)旋轉(zhuǎn)Θ角度三角形微陣列捕獲細(xì)胞效率以及正三角形微陣列捕獲細(xì)胞效率。
[0034]圖6為循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲芯片的捕獲效率及純度。圖6A為芯片表面修飾核酸適體芯片對(duì)循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲效率及純度，其中左柱代表緩沖溶液捕獲效率，中柱代表血液中捕獲效率，右柱代表捕獲純度；圖6B為芯片表面修飾抗體對(duì)循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲效率及純度，其中左柱代表緩沖溶液捕獲效率，中柱代表血液中捕獲效率，右柱代表捕獲純度；圖6C為捕獲后芯片熒光成像，其中包括目標(biāo)循環(huán)腫瘤細(xì)胞和白細(xì)胞；圖6D為釋放后細(xì)胞免疫熒光成像，綠色為細(xì)胞角蛋白抗體染色，紅色為上皮細(xì)胞粘附因子抗體染色，藍(lán)色為細(xì)胞核染色。
[0035]圖7A為芯片實(shí)物圖，圖7B為通過氣壓控制液流的循環(huán)腫瘤細(xì)胞進(jìn)樣系統(tǒng)實(shí)物圖，圖7C為進(jìn)樣系統(tǒng)及捕獲系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]本發(fā)明結(jié)合靶向識(shí)別與尺寸兩種方式，利用了兩種捕獲腫瘤細(xì)胞CTCs的方法以提高捕獲效率，高純度地有效實(shí)現(xiàn)細(xì)胞分離的要求。
[0037]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。需要說明的是，在附圖或說明書正文中，未繪示或描述的實(shí)現(xiàn)方式，均為所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員所知的形式，將不再詳細(xì)說明。
[0038]實(shí)施例1循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲芯片及捕獲裝置
[0039]參見圖1和圖7，制作芯片，芯片包括兩層PDMS和一層玻璃芯片，將PDMS、PDMS、玻璃芯片依次鍵和;芯片設(shè)有三個(gè)進(jìn)樣孔和三個(gè)出樣孔;進(jìn)樣孔和出樣孔之間為三角形微柱陣列，三角形微柱陣列按照確定性側(cè)向位移原理排列。
[0040]在本實(shí)施例中，三個(gè)進(jìn)樣孔設(shè)于左側(cè)一端，三個(gè)出樣孔設(shè)于右側(cè)一端。
[0041]參見圖7C，微流控芯片捕獲循環(huán)腫瘤細(xì)胞的氣驅(qū)動(dòng)控制進(jìn)樣裝置，包括:芯片左側(cè)的前后兩個(gè)進(jìn)樣口分別和一緩沖液容器通過管道連接，左側(cè)中間的進(jìn)樣口和血液樣品容器通過管道連接。緩沖液容器和血液樣品容器分別和圖7B所示的氣壓裝置連接，氣壓裝置能夠通過氣體驅(qū)動(dòng)緩沖液容器和血液樣品容器中的緩沖液或血液進(jìn)入芯片。芯片右端的三個(gè)出樣孔連接至一收集容器中。
[0042]參見圖1，芯片中的三角形微柱外接圓半徑為rp，行間距為λ，列間距G，依次遞增Δλ排列微陣列，循環(huán)腫瘤細(xì)胞尺寸大于普通血液細(xì)胞，微柱陣列可以和循環(huán)腫瘤細(xì)胞多次接觸，提高捕獲效率。大于臨界直徑大的循環(huán)腫瘤細(xì)胞更大的幾率被免疫捕獲，而小于臨界直徑的血液細(xì)胞比較小的接觸幾率。旋轉(zhuǎn)Θ角度三角形微陣列，使三角形微柱陣列的三面呈現(xiàn)梯度剪應(yīng)力，增加靶標(biāo)細(xì)胞和微陣列上識(shí)別分子的接觸時(shí)間，提高捕獲效率和純度。
[0043]實(shí)施例2
[0044]圖2為不同尺寸顆粒通過三角形微陣列的路徑。圖2Α為20微米和10微米顆粒理論模擬路徑，20微米顆粒移動(dòng)路徑在下方，10微米顆粒移動(dòng)路徑在上方；
[0045]通過COMSOLMultiphysics軟件進(jìn)行模擬。
[0046]圖2Β為不同顆粒實(shí)際運(yùn)動(dòng)路徑，上方路徑為小顆粒路徑，下方路徑為大顆粒路徑。
[0047]此時(shí)三角柱上沒有結(jié)合抗體或核酸適體。
[0048]實(shí)施例3
[0049]通過COMSOL Multiphysics軟件進(jìn)行模擬。圖3Α為10、15、20微米顆粒和三角形微陣列碰撞概率計(jì)算結(jié)果；圖3Β為循環(huán)腫瘤細(xì)胞及血液細(xì)胞對(duì)三角形微陣列碰撞概率趨勢，其中左、中、右分別代表循環(huán)腫瘤細(xì)胞、白細(xì)胞和紅細(xì)胞。
[0050]實(shí)施例4
[0051 ]圖4為三角形微陣列旋轉(zhuǎn)Θ角度后對(duì)剪應(yīng)力以及接觸時(shí)間影響。圖4Α為剪應(yīng)力的變化，其中淺色為正三角形微陣列為一個(gè)定值，黑色代表旋轉(zhuǎn)Θ角度三角形微陣列，其剪應(yīng)力隨距離增加而下降；圖4Β為細(xì)胞與三角形微陣列接觸時(shí)間，其中淺色為正三角形微陣列，黑色代表旋轉(zhuǎn)Θ角度三角形微陣列；圖4C為正三角形微陣列模擬情況；圖4D為旋轉(zhuǎn)Θ角度三角形微陣列模擬情況。流速為lmL/hr，通過顯微鏡進(jìn)行拍照，MATLAB軟件對(duì)圖片中顆粒的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析。
[0052]實(shí)施例5循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲及釋放
[0053]芯片上結(jié)合核酸適體Sgc8aptamer，捕獲效率CCRF-CEM 98 %及白細(xì)胞0.83 %。EpCAM抗體修飾的捕獲效率為99% SW480及0.004%白細(xì)胞。
[0054]對(duì)于血液樣品，向ImL正常血液中計(jì)入1000個(gè)CCRF-CEM細(xì)胞，對(duì)于核酸適配體修飾的芯片平均捕獲效率為95.6%,抗體修飾的芯片捕獲效率為95 %ol)熒光預(yù)染色的靶細(xì)胞或者對(duì)照細(xì)胞通過細(xì)胞計(jì)數(shù)后重懸到I %FBS的DPBS緩沖溶液或者健康人血液；
[0055]2)將樣品通過進(jìn)樣系統(tǒng)從進(jìn)樣孔a注入，緩沖溶液通過b、c注入；
[0056]3)捕獲后可以通過加入核酸適體的互補(bǔ)序列或者核酸酶針對(duì)以核酸適體為靶向識(shí)別分子的芯片進(jìn)行釋放，或者加入蛋白酶或者Η)ΤΑ針對(duì)以抗體修飾的芯片進(jìn)行釋放；
[0057]4)釋放后細(xì)胞通過計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)，與注入的細(xì)胞數(shù)相除，計(jì)算捕獲效率；
[0058]5)對(duì)釋放細(xì)胞進(jìn)行活細(xì)胞染色，計(jì)算活細(xì)胞比率；
[0059]6)對(duì)釋放細(xì)胞進(jìn)行免疫熒光成像，進(jìn)行細(xì)胞角蛋白抗體，上皮細(xì)胞粘附因子抗體，細(xì)胞核染色，如圖5所示。
[0060]圖5為三角形微陣列旋轉(zhuǎn)Θ角度后對(duì)循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲效率影響。圖5A左側(cè)上圖為理論模擬旋轉(zhuǎn)Θ角度三角形微陣列捕獲細(xì)胞情況，5A左側(cè)下圖實(shí)際捕獲情況，圖5A右側(cè)上圖為理論模擬正三角形微陣列捕獲細(xì)胞情況，5A右側(cè)下圖實(shí)際捕獲情況；圖5B為對(duì)旋轉(zhuǎn)Θ角度三角形微陣列捕獲細(xì)胞效率以及正三角形微陣列捕獲細(xì)胞效率。
[0061]圖6為循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲芯片的捕獲效率及純度。圖6A為芯片表面修飾核酸適體芯片對(duì)循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲效率及純度，其中左柱代表緩沖溶液捕獲效率，中柱代表血液中捕獲效率，右柱代表捕獲純度；
[0062]圖6B為芯片表面修飾抗體對(duì)循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲效率及純度，其中左柱代表緩沖溶液捕獲效率，中柱代表血液中捕獲效率，右柱代表捕獲純度；
[0063]圖6C為捕獲后芯片熒光成像，其中包括目標(biāo)循環(huán)腫瘤細(xì)胞和白細(xì)胞；
[0064]圖6D為釋放后細(xì)胞免疫熒光成像，綠色為細(xì)胞角蛋白抗體染色，紅色為上皮細(xì)胞粘附因子抗體染色，藍(lán)色為細(xì)胞核染色。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種特異性循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲芯片，其特征在于:芯片設(shè)有至少三個(gè)進(jìn)樣孔和至少三個(gè)出樣孔;進(jìn)樣孔和出樣孔之間為三角形微柱陣列，三角形微柱陣列按照確定性側(cè)向位移原理排列;所述微陣列表面修飾特異性識(shí)別分子，所述的特異性識(shí)別分子包括核酸適體或者抗體。2.如權(quán)利要求1所述的一種特異性循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕獲芯片，其特征在于:三角形微柱陣列中，每個(gè)三角形的旋轉(zhuǎn)角度為0-180度、臨界直徑為0-50μπι。3.—種循環(huán)腫瘤細(xì)胞的捕獲裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1或2所述的芯片，還包括至少一氣體進(jìn)樣裝置，所述的氣體進(jìn)樣裝置通過氣壓控制三個(gè)進(jìn)樣通道的進(jìn)樣以及控制流過微流控芯片的液體的流體壓力。4.一種分離檢測循環(huán)腫瘤細(xì)胞的方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)制作權(quán)利要求1至2所述的芯片； 2)在所述的三角形微陣列表面修飾特異性識(shí)別分子，包括核酸適體或者抗體； 3)調(diào)控三角形陣列的旋轉(zhuǎn)角度0-180度、臨界直徑0-50μπι、流速0-10mL/h，使得基于兩種捕獲原理的芯片設(shè)計(jì)捕獲效率最優(yōu)； 4)將樣品加入到芯片中進(jìn)行循環(huán)腫瘤細(xì)胞的捕獲； 5)通過核酸酶水解核酸適體或者消化細(xì)胞膜表面蛋白對(duì)捕獲的循環(huán)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行釋放，并檢測。5.如權(quán)利要求4所述的一種分離檢測循環(huán)腫瘤細(xì)胞的方法，，其特征在于，步驟4)中，調(diào)控三角形陣列的旋轉(zhuǎn)角度0-180度、臨界直徑0-50μπι、流速0-10mL/h之前，包括以下的模擬和優(yōu)化步驟: 1)基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)對(duì)不同尺寸細(xì)胞通過微陣列的路徑模擬； 2)基于液固兩相流動(dòng)反應(yīng)對(duì)不同尺寸細(xì)胞定向取代動(dòng)力學(xué)模擬； 3)基于任意拉格朗日歐拉法數(shù)值模擬對(duì)修正幾何學(xué)的動(dòng)力學(xué)以及移動(dòng)邊界進(jìn)行模擬。
【文檔編號(hào)】C12Q1/02GK105861297SQ201610185666
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月29日
【發(fā)明人】楊朝勇, 梅塔格斯·加紹·艾哈邁德, 宋彥齡, 朱志
【申請(qǐng)人】廈門大學(xué)