一種微流體器件及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微流體器件及其在檢測(cè)低豐度細(xì)胞、低豐度蛋白以及低豐度核酸生物標(biāo)記的應(yīng)用，微流體器件包括具有入口通道與出口通道的至少一個(gè)微流控室，微流控室內(nèi)設(shè)置眾多微結(jié)構(gòu)元素，例如至少4位數(shù)的微結(jié)構(gòu)和/或至少2位數(shù)的微通道等，其中，至少部分微結(jié)構(gòu)元素具有富集或捕獲功能。采用上述方案，本發(fā)明采用微結(jié)構(gòu)元素實(shí)現(xiàn)吸附及捕獲結(jié)構(gòu)，可通過物理吸附與捕獲或者化學(xué)吸附與捕獲完成，使得微流體器件有效應(yīng)用于富集和檢測(cè)低豐度細(xì)胞、低豐度蛋白以及低豐度核酸生物標(biāo)記等，適用于細(xì)胞釋放、DNA、mDNA、RNA與NGS分析等，本發(fā)明結(jié)合細(xì)胞尺寸和比重以及抗體親和的物理和化學(xué)原理，提高捕獲成功率，具有很高的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】一種微流體器件及其應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微流體技術(shù)，尤其涉及的是，一種微流體器件及其在檢測(cè)低豐度細(xì)胞、低豐度蛋白以及低豐度核酸生物標(biāo)記的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]微流體技術(shù)是指在微觀尺寸下控制、操作和檢測(cè)復(fù)雜流體的技術(shù)，在生物、化學(xué)等科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)常需要對(duì)流體進(jìn)行操作，如樣品DNA的制備、液相色譜、PCR反應(yīng)、電泳檢測(cè)等操作都是在液相環(huán)境中進(jìn)行。如果要將樣品制備、生化反應(yīng)、結(jié)果檢測(cè)等步驟集成到生物芯片上，則實(shí)驗(yàn)所用流體的量就從毫升、微升級(jí)降至納升或皮升級(jí)，這時(shí)功能強(qiáng)大的微流體裝置就非常重要，從生物醫(yī)學(xué)的角度看，微流體器件可大量節(jié)省試劑的用量，提高生產(chǎn)率、改善分析的有效性。
[0003]但是，現(xiàn)有的微流體器件沒有針對(duì)檢測(cè)低豐度細(xì)胞、低豐度蛋白以及低豐度核酸生物標(biāo)記設(shè)計(jì)，因此，現(xiàn)有技術(shù)需要改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種新的微流體器件及其在檢測(cè)低豐度細(xì)胞、低豐度蛋白以及低豐度核酸生物標(biāo)記的應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種微流體器件，其包括具有入口通道與出口通道的微流控室，所述微流控室內(nèi)設(shè)置眾多微結(jié)構(gòu)元素，其中，至少部分所述微結(jié)構(gòu)元素中，具有吸附結(jié)構(gòu)。
[0006]優(yōu)選的，每一所述微結(jié)構(gòu)中，其相異位置的橫切面相異設(shè)置。
[0007]優(yōu)選的，所述微結(jié)構(gòu)為圓臺(tái)形。
[0008]優(yōu)選的，方陣排列各所述微結(jié)構(gòu)。
[0009]優(yōu)選的，所述微流控室內(nèi)設(shè)置若干排微結(jié)構(gòu)。
[0010]優(yōu)選的，每排微結(jié)構(gòu)中，各相鄰微結(jié)構(gòu)等距設(shè)置。
[0011]優(yōu)選的，各排微結(jié)構(gòu)變距設(shè)置。
[0012]優(yōu)選的，所述微流體器件還設(shè)置若干功能區(qū)，每一所述功能區(qū)設(shè)置若干微結(jié)構(gòu)。
[0013]本發(fā)明的又一技術(shù)方案如下:任一上述微流體器件在檢測(cè)低豐度細(xì)胞、低豐度蛋白以及低豐度核酸生物標(biāo)記的應(yīng)用。
[0014]優(yōu)選的，所述低豐度細(xì)胞為循環(huán)腫瘤細(xì)胞。
[0015]本發(fā)明的又一技術(shù)方案如下:任一上述微流體器件在細(xì)胞釋放、DNA、mDNA、RNA、二代測(cè)序(NGS)分析的應(yīng)用。
[0016]采用上述方案，本發(fā)明采用微結(jié)構(gòu)吸附和/或捕獲結(jié)構(gòu)，可通過物理捕獲或者化學(xué)吸附完成，使得微流體器件有效應(yīng)用于檢測(cè)低豐度細(xì)胞、低豐度蛋白以及低豐度核酸生物標(biāo)記等，具有很高的市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圓臺(tái)形微結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方陣排列各所述微結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的各排微結(jié)構(gòu)變距設(shè)置的示意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的各排微結(jié)構(gòu)變距設(shè)置的示意圖；
[0021]圖5、圖6分別為本發(fā)明實(shí)施例的微結(jié)構(gòu)排列示意圖；
[0022]圖7、圖8分別為本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)應(yīng)用示意圖；
[0023]圖9、圖10分別為本發(fā)明實(shí)施例的流體方向示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。需要說明的是，當(dāng)元件被表述“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上、或者其間可以存在一個(gè)或多個(gè)居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被表述“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件、或者其間可以存在一個(gè)或多個(gè)居中的元件。本說明書所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。
[0025]除非另有定義，本說明書所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本說明書中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是用于限制本發(fā)明。本說明書所使用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0026]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是，一種微流體器件，其包括具有入口通道(inlet)與出口通道(outlet)的至少一微流控室(microfluidic chamber),例如,微流控室由塑料、玻璃或單晶硅材料制成。例如，微流體器件包括共用入口通道與出口通道的若干微流控室；和/或，微流體器件包括若干分別具有入口通道與出口通道的微流控室。
[0027]所述微流控室內(nèi)設(shè)置眾多微結(jié)構(gòu)元素，例如至少4位數(shù)的微結(jié)構(gòu)和/或至少2位數(shù)的微通道等；其中，微結(jié)構(gòu)可理解為微結(jié)構(gòu)元素或者微結(jié)構(gòu)單元等；例如，至少部分所述微結(jié)構(gòu)元素具有吸附、富集或捕獲功能；并且，至少部分所述微結(jié)構(gòu)元素中，具有吸附結(jié)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)吸附與捕獲功能；又如，至少部分所述微結(jié)構(gòu)元素中，具有捕獲結(jié)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)吸附與捕獲功能。例如，若干微結(jié)構(gòu)元素具有吸附與捕獲結(jié)構(gòu)，例如化學(xué)吸附部；又如，若干微結(jié)構(gòu)元素的組合，具有吸附與捕獲結(jié)構(gòu)，例如物理吸附部或者物理捕獲部，請(qǐng)參考圖7、圖8 ;又如，若干微結(jié)構(gòu)元素的組合，具有化學(xué)吸附結(jié)構(gòu)和/或物理吸附、捕獲結(jié)構(gòu)。本發(fā)明各實(shí)施例采用微結(jié)構(gòu)元素實(shí)現(xiàn)吸附及捕獲結(jié)構(gòu)，可通過物理吸附與捕獲或者化學(xué)吸附與捕獲完成；或者里，可理解為物理捕獲與化學(xué)吸附，從而實(shí)現(xiàn)特定分子或者集團(tuán)等的吸附、富集或捕獲功能。這樣，適用于細(xì)胞釋放、DNA、mDNA、RNA與NGS分析等，本發(fā)明結(jié)合細(xì)胞尺寸和比重以及抗體親和的物理和化學(xué)原理，提高了捕獲成功率。優(yōu)選的，所述微結(jié)構(gòu)為微柱，例如，微結(jié)構(gòu)元素包括微結(jié)構(gòu)；又如，微結(jié)構(gòu)元素包括微結(jié)構(gòu)、微通道和/或由微結(jié)構(gòu)組成的微通道等元素；又如，微結(jié)構(gòu)元素包括微結(jié)構(gòu)以及由微結(jié)構(gòu)組成的微通道等元素；或者，微結(jié)構(gòu)為類似于微結(jié)構(gòu)的微型單元，如半球體、橢球體、棱錐體或其結(jié)合等。下面主要以微結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行說明，例如，所述微結(jié)構(gòu)為微柱，但是需要指出的是，微柱不作為對(duì)其他微結(jié)構(gòu)元素或者微結(jié)構(gòu)的限制。例如，所述微流控室內(nèi)設(shè)置至少4位數(shù)的微結(jié)構(gòu)，例如，微流控室內(nèi)布有數(shù)千到數(shù)萬個(gè)微結(jié)構(gòu)；例如，微流控室高50至250微米，又如，微流控室中的微結(jié)構(gòu)高50至250微米；優(yōu)選的，微流控室中，每一微結(jié)構(gòu)的高度與所述微流控室的高度相等。例如，其中，至少部分所述微結(jié)構(gòu)設(shè)置吸附部，用于實(shí)現(xiàn)吸附與捕獲功能。例如，吸附部設(shè)置若干固定位；又如，如圖7、圖8所示，若干微結(jié)構(gòu)組成一吸附與捕獲結(jié)構(gòu)。例如，至少部分所述微結(jié)構(gòu)設(shè)置至少一所述吸附部；又如，部分所述微結(jié)構(gòu)僅設(shè)置一所述吸附部；又如，若干組微結(jié)構(gòu)分別組成一物理吸附與捕獲結(jié)構(gòu)并且形成一組物理吸附與捕獲結(jié)構(gòu)，和/或，若干微結(jié)構(gòu)設(shè)置至少一化學(xué)吸附結(jié)構(gòu)；例如，若干組微結(jié)構(gòu)分別組成一物理吸附與捕獲結(jié)構(gòu)并且形成一組物理吸附與捕獲結(jié)構(gòu)，其中，部分微結(jié)構(gòu)設(shè)置至少一化學(xué)吸附與捕獲結(jié)構(gòu)；這樣，可以根據(jù)待吸附目標(biāo)靈活設(shè)置微結(jié)構(gòu)，結(jié)合細(xì)胞尺寸和比重以及抗體親和的物理和化學(xué)原理，從而確保吸附與捕獲的準(zhǔn)確度，提高捕獲成功率。
[0028]例如，微結(jié)構(gòu)為圓柱形，即為一微柱，其直徑為10至100微米。又如，微結(jié)構(gòu)可以是單一直徑的直柱，但不局限于直柱。自上而下，微結(jié)構(gòu)直徑可以逐漸變大，變小，或者大小交替變化。例如，如圖1所示，所述微結(jié)構(gòu)為圓臺(tái)形。又如，微結(jié)構(gòu)的橫切面形狀可以是圓形、橢圓形、星形和/或其他規(guī)則形狀，但不局限于規(guī)則形狀，例如也可以是不規(guī)則形狀。又如，所述微結(jié)構(gòu)為圓柱形與圓臺(tái)形的組合，又如，所述微結(jié)構(gòu)為圓柱形與橢圓柱形的組合；又如，所述微結(jié)構(gòu)為橢圓臺(tái)形與橢圓柱形的組合；又如，所述微結(jié)構(gòu)為棱柱形與橢圓柱形的組合，優(yōu)選的，所述棱柱形上設(shè)置至少一所述吸附部；又如，所述微結(jié)構(gòu)的外表面設(shè)置若干凹部，用于設(shè)置所述吸附部，和/或，還用于設(shè)置其他功能團(tuán)。優(yōu)選的，相鄰凹部之間還設(shè)置一凸部，其高度小于所述凹部的深度，這樣，有利于設(shè)置多種不同的吸附與捕獲集團(tuán)。例如，所述凹部的深度為所述微結(jié)構(gòu)最大厚度的5%至10%。
[0029]優(yōu)選的，每一所述微結(jié)構(gòu)中，其相異位置的橫切面相異設(shè)置。例如，上部的橫切面的面積，小于下部的橫切面的面積。例如，所述微結(jié)構(gòu)為圓臺(tái)形，其上部的橫切面的面積，小于下部的橫切面的面積。又如，上部的橫切面為橢圓形，下部的橫切面為圓形。又如，上部的橫切面為星形、中部的橫切面為橢圓形，下部的橫切面為三角形與弓形的組合。這樣，根據(jù)具體的低豐度細(xì)胞、低豐度蛋白以及低豐度核酸生物標(biāo)記，合理設(shè)置微結(jié)構(gòu)的形狀與分布，使其能夠有效捕捉全部流液中數(shù)量低至個(gè)位數(shù)的低豐度細(xì)胞、低豐度蛋白以及低豐度核酸生物標(biāo)記。
[0030]優(yōu)選的，方陣排列各所述微結(jié)構(gòu)。例如，如圖2所示，各所述微結(jié)構(gòu)排列成4行6列的方陣。例如，微流控室內(nèi)，微結(jié)構(gòu)的布局可以是方陣排列。橫排數(shù)列，柱與柱之間距離橫向?yàn)閄，縱向?yàn)閥。X，y可以相等，也可以不等；x，y選自10至100微米。
[0031]優(yōu)選的，所述微流控室內(nèi)設(shè)置若干排微結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，每排微結(jié)構(gòu)中，各相鄰微結(jié)構(gòu)等距設(shè)置。優(yōu)選的，各排微結(jié)構(gòu)變距設(shè)置。例如，微流控室內(nèi)，微結(jié)構(gòu)的布局以排展開。每一排的微結(jié)構(gòu)都等距排布，柱間距10至100微米。如圖3所示，排與排之間變距排布，排間距10至100微米。又如，如圖4所示，排與排之間不僅變距還可以橫移，橫移距離不等于柱間距。橫移方向可以是單方向，左或者右；也可以是左右變化。或者，微流控室內(nèi)，微結(jié)構(gòu)的布局以列展開。每一列的微結(jié)構(gòu)都等距排布，柱間距10至100微米。列與列之間變距排布，列間距10至100微米。又如，列與列之間不僅變距還可以縱移，縱移距離不等于柱間距?？v移方向可以是單方向，上或者下；也可以是上下變化。優(yōu)選的，微流控室內(nèi)，微結(jié)構(gòu)或者其他微結(jié)構(gòu)元素(或稱為微結(jié)構(gòu)單元)的排列也可運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)完成，并由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)印證。又如，部分微結(jié)構(gòu)的排列分別如圖5、圖6所示。
[0032]為了一次捕捉多種目標(biāo)或者實(shí)現(xiàn)多種目的，例如，優(yōu)選的，所述微流體器件還設(shè)置若干功能區(qū)，每一所述功能區(qū)設(shè)置若干微結(jié)構(gòu)；其中，各功能區(qū)的功能相同或者相異設(shè)置。例如，同一功能區(qū)的各微結(jié)構(gòu)設(shè)置相同的吸附部，各功能區(qū)的微結(jié)構(gòu)設(shè)置相異的吸附部；例如，微流控室內(nèi)，微結(jié)構(gòu)的布局也可以以功能單元為單位。功能單元的排列可運(yùn)用相似上述行列的布局方法，例如，每個(gè)功能單元，可由2、3、4、5、30、60、120、250、560或更多個(gè)微結(jié)構(gòu)或者其他微結(jié)構(gòu)元素組成。各功能區(qū)可按其所實(shí)現(xiàn)的功能分為分流、流速控制、流量控制、循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕捉、其他目標(biāo)細(xì)胞捕捉、非目標(biāo)細(xì)胞濾除等。例如，單個(gè)功能區(qū)單元可以是單功能區(qū)，也可以是多功能區(qū)。例如，所述微流控室設(shè)置流體控制功能區(qū)與預(yù)定義目標(biāo)細(xì)胞捕捉功能區(qū)，其中，所述流體控制功能區(qū)用于控制流體的流量，所述預(yù)定義目標(biāo)細(xì)胞捕捉功能區(qū)用于捕捉預(yù)定義目標(biāo)細(xì)胞；優(yōu)選的，所述微流控室還包括非目標(biāo)細(xì)胞濾除功能區(qū)，用于濾除非目標(biāo)細(xì)胞，以減少干擾。又如，所述微流控室設(shè)置用于分流的分流功能區(qū)、用于控制流速的流速控制功能區(qū)、用于控制流量的流量控制功能區(qū)、用于設(shè)置目標(biāo)對(duì)象的預(yù)定義目標(biāo)細(xì)胞捕捉功能區(qū)、用于濾除非目標(biāo)細(xì)胞的非目標(biāo)細(xì)胞濾除功能區(qū)等；又如，所述微流控室設(shè)置分流功能區(qū)、流速控制功能區(qū)、流量控制功能區(qū)、循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕捉功能區(qū)、預(yù)定義目標(biāo)細(xì)胞捕捉功能區(qū)、非目標(biāo)細(xì)胞濾除功能區(qū)等；例如，分流功能區(qū)、流速控制功能區(qū)、流量控制功能區(qū)、循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕捉功能區(qū)、預(yù)定義目標(biāo)細(xì)胞捕捉功能區(qū)、非目標(biāo)細(xì)胞濾除功能區(qū)順序設(shè)置。又如，所述微流控室順序設(shè)置分流功能區(qū)、流速控制功能區(qū)、流量控制功能區(qū)、循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕捉功能區(qū)、非目標(biāo)細(xì)胞濾除功能區(qū)。又如，所述微流控室順序設(shè)置分流功能區(qū)、流量控制功能區(qū)、流速控制功能區(qū)、循環(huán)腫瘤細(xì)胞捕捉功能區(qū)、非目標(biāo)細(xì)胞濾除功能區(qū)。又如，各功能區(qū)中，分流功能區(qū)距離所述入口通道最近；又如，所述分流功能區(qū)設(shè)置于所述入口通道與所述流速控制功能區(qū)之間。又如，所述功能單元中兩個(gè)微結(jié)構(gòu)的排列排列方向與流體流向成一定角度，此角度與柱間距一同優(yōu)化達(dá)到最佳效果。例如，至少一功能區(qū)中，三個(gè)微結(jié)構(gòu)成三角形分布，形成一個(gè)三微結(jié)構(gòu)單元。其中，該三角形的內(nèi)角大小、邊長(zhǎng)以及相對(duì)于流體流向夾角根據(jù)待捕捉目標(biāo)確定，例如，該三角形內(nèi)角大小、邊長(zhǎng)以及相對(duì)于流體流向夾角一同優(yōu)化以達(dá)到最佳效果；優(yōu)選的，該三角形為正三角形?；蛘撸瑑?yōu)化多邊形內(nèi)角、外角、邊長(zhǎng)及相對(duì)于流體流向的夾角，以達(dá)到最佳的功能區(qū)效果。例如，流體方向分別如圖
9、圖10所示。優(yōu)選的，單元內(nèi)微結(jié)構(gòu)優(yōu)化由計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)完成，并由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)印證。一個(gè)較好的例子是，至少一功能區(qū)中，具有多邊形結(jié)構(gòu)，該多邊形結(jié)構(gòu)包括若干個(gè)規(guī)則排列的正六邊形微結(jié)構(gòu)區(qū)，每一微結(jié)構(gòu)區(qū)包括六個(gè)微結(jié)構(gòu)，六個(gè)微結(jié)構(gòu)排列為一正六邊形；其中，各相鄰的正六邊形共用一對(duì)邊，即共用兩個(gè)微結(jié)構(gòu)。
[0033]優(yōu)選的，各所述微結(jié)構(gòu)為水滴形，用于具有較低的阻力，這樣，在微結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)中保持高總體流速，以提高樣品處理吞吐量；又如，各所述微結(jié)構(gòu)在流體的流向設(shè)置弧形區(qū)，例如，其弧度為30度至60度，以控制低剪切應(yīng)力，以避免細(xì)胞破損；優(yōu)選的，對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)所述弧形區(qū)；又如，為提高循環(huán)腫瘤細(xì)胞-微結(jié)構(gòu)接觸，以提高細(xì)胞捕捉效率，還設(shè)置多個(gè)吸附部；并且，采用具有弧形區(qū)的吸附部，其弧長(zhǎng)小于降低白細(xì)胞-微結(jié)構(gòu)接觸，以減低背景噪聲。
[0034]例如，所述吸附部設(shè)置至少一捕捉配體，采用化學(xué)吸附與捕獲或物理吸附與捕獲在微結(jié)構(gòu)表面和微流控室的內(nèi)表面。例如，捕捉配體設(shè)置蛋白、核酸、肽鏈和/或適配體。例如，捕捉配體在微結(jié)構(gòu)和/或微流控室表面的吸附與捕獲通過物理吸附與捕獲完成，此時(shí)，適當(dāng)?shù)腜H酸堿度和離子強(qiáng)度是必須條件，具體根據(jù)待捕捉細(xì)胞或者蛋白等的表面受體而定，可以根據(jù)有限的試驗(yàn)確定對(duì)應(yīng)的PH酸堿度和離子強(qiáng)度。又如，捕捉配體在微結(jié)構(gòu)及微流控室表面的吸附與捕獲可通過直接化學(xué)吸附完成，微結(jié)構(gòu)和/或微流控室表面設(shè)置經(jīng)化學(xué)活化形成活性官能團(tuán)，該官能團(tuán)與捕捉配體反應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)捕捉配體的表面吸附與捕獲。具體的官能團(tuán)根據(jù)待吸附與捕獲目標(biāo)設(shè)置即可，例如，化學(xué)活化可經(jīng)過氧等離子體處理、氨等離子體處理、紫外光處理或有機(jī)化學(xué)完成。和/或，捕捉配體在微結(jié)構(gòu)及微流控室表面的吸附與捕獲可通過間接方法化學(xué)吸附。例如，基底層吸附設(shè)置在微結(jié)構(gòu)表面，優(yōu)選的，基底層還吸附設(shè)置在微流控室表面；并且，捕捉配體吸附在所述基底層表面，兩次吸附與捕獲可以是物理和/或化學(xué)吸附。優(yōu)選的，針對(duì)循環(huán)腫瘤細(xì)胞表面抗原的抗體，所述吸附部設(shè)置至少一捕捉配體，采用化學(xué)吸附或物理吸附在微結(jié)構(gòu)表面和微流控室的內(nèi)表面。又如，所述吸附部?jī)H設(shè)置一捕捉配體；這樣，通過與循環(huán)腫瘤細(xì)胞表面受體的反應(yīng)，表面受體如抗原等，來捕捉循環(huán)腫瘤細(xì)胞。經(jīng)多次試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)對(duì)循環(huán)腫瘤細(xì)胞具有極好的捕捉效果，可以達(dá)到在僅具有I個(gè)CTC(Circulating Tumor Cell,循環(huán)腫瘤細(xì)胞)細(xì)胞的ImL的樣本中成功捕捉該細(xì)胞。
[0035]下面對(duì)基底層吸附與捕獲進(jìn)一步做出示例說明?；讓游脚c捕獲的一個(gè)例子是，抗生物素蛋白(Avidin)或抗生物素蛋白類似物,例如StreptAvidin、NeutrAvidin等；例如化學(xué)吸附于氧等離子體活化的微結(jié)構(gòu)和/或微流控室表面，并且，生物素化的捕捉配體繼而通過生物素-康生物素蛋白相互作用吸附于其表面?；讓游脚c捕獲的又一個(gè)例子是，采用碳水化合物化學(xué)吸附于氧等離子體活化的微結(jié)構(gòu)和/或微流控室表面，然后采用捕捉配體化學(xué)吸附于碳水化合物的表面?；讓游脚c捕獲的又一個(gè)例子是，雙功能團(tuán)交聯(lián)劑的一端與微結(jié)構(gòu)和/或微流控室表面反應(yīng)，另一端與捕捉配體反應(yīng)，繼而化學(xué)吸附于捕捉配體于表面。優(yōu)選的，基底層吸附與捕獲的又一個(gè)例子是，上述各實(shí)施例的有效組合。這樣，在實(shí)際應(yīng)用中，可以達(dá)到較好的吸附效果。
[0036]捕捉到的循環(huán)腫瘤細(xì)胞可以通過破壞捕捉適配體和細(xì)胞表面受體的相互作用來釋放和收集。比如抗體和抗原之間的相互作用可以通過調(diào)節(jié)媒介酸堿性，離子強(qiáng)度，和加入表面活性劑來大大弱化。弱化后，捕捉的循環(huán)腫瘤細(xì)胞得以釋放，易于收集。和/或，捕捉到的循環(huán)腫瘤細(xì)胞可以通過破壞基底層來釋放和收集。比如碳水化合物基底層可以被水解酶在適宜的酸堿度，離子強(qiáng)度和溫度下水解?；讓尤芙夂?，捕捉到的循環(huán)腫瘤細(xì)胞脫離表面，易于收集。和/或，捕捉到的循環(huán)腫瘤細(xì)胞可以通過破壞交聯(lián)劑來釋放和收集。比如，紫外光裂解交聯(lián)劑可在紫外光下裂解。交聯(lián)劑裂解后，捕捉到的循環(huán)腫瘤細(xì)胞脫離表面，易于收集。又如，當(dāng)捕捉劑吸附同時(shí)使用了基底層和交聯(lián)劑，捕捉到的循環(huán)腫瘤細(xì)胞的釋放可以通過合并以上三種方法。
[0037]循環(huán)腫瘤細(xì)胞計(jì)數(shù)可以在細(xì)胞捕捉之后，釋放之前完成；也可以在釋放之后完成；經(jīng)純化后釋放的循環(huán)腫瘤細(xì)胞可用于細(xì)胞培養(yǎng)，以得到更多細(xì)胞；可用于分子診斷分析，以獲取癌癥遺傳學(xué)信息。具體的釋放、培養(yǎng)，可采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明在此不作贅述。
[0038]本發(fā)明的又一實(shí)施例是，任一上述微流體器件在檢測(cè)低豐度細(xì)胞、低豐度蛋白以及低豐度核酸生物標(biāo)記的應(yīng)用；上述各實(shí)施例的微流體器件，非常適用于低豐度細(xì)胞、低豐度蛋白以及低豐度核酸生物標(biāo)記的檢測(cè)與分離。例如，血樣可直接通過微流體器件處理，也可經(jīng)過預(yù)處理再進(jìn)入微流體器件。預(yù)處理可以是血液分離，通常通過離心分離完成。離心分離后，收集，懸浮白細(xì)胞層，再用于微流體器件。預(yù)處理也可以是加入緩沖試劑，調(diào)節(jié)血樣物理化學(xué)性質(zhì)，再用于微流體器件。優(yōu)選的，所述低豐度細(xì)胞為循環(huán)腫瘤細(xì)胞。CTC是存在于癌癥患者血液循環(huán)系統(tǒng)中的游離癌細(xì)胞，被認(rèn)為是癌癥轉(zhuǎn)移的一個(gè)重要因素，CTC在血液循環(huán)系統(tǒng)中的含量極少，一般在Iml血液中只有幾個(gè)，晚期患者的CTC數(shù)量會(huì)增加。目前發(fā)展最為成熟的CTC檢測(cè)技術(shù)仍然存在自身的局限性，如現(xiàn)有的基于免疫磁珠的CTC檢測(cè)技術(shù)，現(xiàn)有的類似設(shè)備均是基于腫瘤細(xì)胞表面的特異生物標(biāo)記物而將腫瘤細(xì)胞從血液樣本中分離出來，在檢測(cè)前必須先了解待測(cè)癌細(xì)胞的分子特征，設(shè)計(jì)出攜帶針對(duì)性抗體的免疫磁珠。而采用本發(fā)明各相關(guān)實(shí)施例，無需事先了解這些腫瘤細(xì)胞的分子特征，但其目標(biāo)不是以往技術(shù)中的癌細(xì)胞本身，而是血液中的免疫細(xì)胞，血液樣本流經(jīng)微流控室，留下CTC。例如，這樣的一種應(yīng)用模式是，目前不管是國內(nèi)還是國外，給病人上化療藥物以后，一般都要等三個(gè)月才可以去評(píng)估病人的治療效果。因?yàn)橹挥薪?jīng)過三個(gè)月后，腫瘤的大小才能有比較明顯的變化。通過實(shí)驗(yàn)以及國內(nèi)外發(fā)表的論文可以看出，憑經(jīng)驗(yàn)給病人上的化療藥物在很多情況下是無效的。很多情況下，經(jīng)過三個(gè)月以后，腫瘤細(xì)胞非但沒有減小反而繼續(xù)長(zhǎng)大。這對(duì)病人來講就白白耽誤了三個(gè)月的時(shí)間，乃至于讓病人的身體藥不對(duì)癥承受不良副作用三個(gè)月時(shí)間。這樣的三個(gè)月對(duì)于腫瘤病人來講，可能就意味著有很大概率步入最終死亡。而隨著本發(fā)明各實(shí)施例的CTC技術(shù)的應(yīng)用，病人不用再等三個(gè)月，大約只需等三周，即可通過測(cè)定CTC數(shù)目的變化，如果CTC數(shù)目是顯著下降的，說明化療藥物是有效的，如果CTC數(shù)目還在增加說明藥物是無效的，這時(shí)醫(yī)生就應(yīng)該采取新的治療方案，這樣，大大提高了病人的生存幾率，具有極好的應(yīng)用價(jià)值。又如，所述低豐度細(xì)胞為胎兒細(xì)胞(fetal cell)等，以此類推，不再贅述。
[0039]本發(fā)明的又一實(shí)施例是，任一上述微流體器件在細(xì)胞釋放、DNA、mDNA、RNA、二代測(cè)序(NGS)分析的應(yīng)用，基本的應(yīng)用方式與上述類似，在此不再贅述。
[0040]進(jìn)一步地，本發(fā)明的實(shí)施例還包括，上述各實(shí)施例的各技術(shù)特征，相互組合形成的微流體器件及其在檢測(cè)低豐度細(xì)胞、低豐度蛋白和/或低豐度核酸生物標(biāo)記的應(yīng)用，以及任一上述微流體器件在細(xì)胞釋放、DNA、mDNA、RNA和/或二代測(cè)序(NGS)分析的應(yīng)用。
[0041]需要說明的是，本發(fā)明的說明書及其附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實(shí)施例，但是，本發(fā)明可以通過許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本說明書所描述的實(shí)施例，這些實(shí)施例不作為對(duì)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的額外限制，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。并且，上述各技術(shù)特征繼續(xù)相互組合，形成未在上面列舉的各種實(shí)施例，均視為本發(fā)明說明書記載的范圍；進(jìn)一步地，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種微流體器件，其包括具有入口通道與出口通道的至少一微流控室，所述微流控室內(nèi)設(shè)置眾多微結(jié)構(gòu)元素，其特征在于，至少部分所述微結(jié)構(gòu)元素中，具有吸附結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述微流體器件，其特征在于，每一所述微結(jié)構(gòu)中，其相異位置的橫切面相異設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述微流體器件，其特征在于，所述微結(jié)構(gòu)為圓臺(tái)形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述微流體器件，其特征在于，方陣排列各所述微結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述微流體器件，其特征在于，所述微流控室內(nèi)設(shè)置若干排微結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述微流體器件，其特征在于，每排微結(jié)構(gòu)中，各相鄰微結(jié)構(gòu)等距設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述微流體器件，其特征在于，各排微結(jié)構(gòu)變距設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述微流體器件，其特征在于，還設(shè)置若干功能區(qū)，每一所述功能區(qū)設(shè)置若干微結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1至8任一所述微流體器件在檢測(cè)低豐度細(xì)胞、低豐度蛋白、低豐度核酸生物標(biāo)記的應(yīng)用。
10.如權(quán)利要求1至8任一所述微流體器件在細(xì)胞釋放、DNA、mDNA、RNA、二代測(cè)序分析的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】G01N35/00GK104237541SQ201410459111
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】王新, 熊煒 申請(qǐng)人:士捷醫(yī)療設(shè)備(武漢)有限公司