一种用于循环肿瘤细胞富集的惯性微流控芯片.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111909823A(43)申请公布日2020.11.10(21)申请号201910380114.6(22)申请日2019.05.08(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华大学(72)发明人任大海勾易行尤政孙长库王鹏(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人陈波(51)Int.Cl.C12M1/00(2006.01)B01L3/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称一种用于循环肿瘤细胞富集的惯性微流控芯片(57)摘要本发明公开了一种用于循环肿瘤细胞富集的惯性微流控芯片，所述芯片，包括流道层，所述流道层包括螺旋形流道；所述螺旋形流道包括间隔性设置的突扩结构，所述突扩结构为在螺旋形流道中形成的流道变宽的结构，所述突扩结构凸出螺旋形流道外侧壁。上述芯片以螺旋形流道作为流道主体，集成螺旋形惯性流道与突扩结构，在带有曲率的弯流道中，粒子由于惯性迁移效应和曲率诱导产生的截面二次流会使粒子在迁移过程中不断聚焦成一条粒子束，从而有利于不同粒子的有效分选。利用上述芯片进行循环肿瘤细胞分选，可以实现循环肿瘤细胞的高通量、高回收率、高纯度富集同时整套装置操作简单、成本低廉、对细胞活性无影响。CN111909823ACN111909823A权利要求书1/1页1.一种用于循环肿瘤细胞富集的惯性微流控芯片，包括流道层，其特征在于，所述流道层包括螺旋形流道；所述螺旋形流道包括间隔性设置的突扩结构，所述突扩结构为在螺旋形流道中形成的流道变宽的结构，所述突扩结构凸出螺旋形流道外侧壁。2.根据权利要求1所述的惯性微流控芯片，其特征在于，所述螺旋形流道的宽度和突扩结构的宽度的比例为1：0.8-5；所述突扩结构的长度为其宽度的1-100倍；所述突扩结构相邻两者之间的距离为所述突扩结构的长度的0.5-2倍。3.根据权利要求1所述的惯性微流控芯片，其特征在于，所述螺旋形流道的宽度为10μm-3000μm，所述突扩结构的宽度为8μm-6000μm，所述突扩结构的长度为1mm-60mm。4.根据权利要求2或3所述的惯性微流控芯片，其特征在于，所述螺旋形流道的初始曲率半径为3mm-50mm，相邻周流道的间距为30μm-10000μm，螺旋的周数至少为2周，优选的，螺旋的周数至少为4周。5.根据权利要求2-4任一项所述的惯性微流控芯片，其特征在于，所述螺旋形流道的横截面均为矩形；所述螺旋形流道包括一个入口和三个出口，所述入口位于螺旋形流道内部，所述三个出口位于螺旋形流道外部。6.根据权利要求5所述的惯性微流控芯片，其特征在于，所述螺旋形流道的入口处的流道宽度为10μm-1000μm，三个出口处流道宽度分别为10μm-1000μm；所述螺旋形流道的高度为10μm-500μm。7.根据权利要求2-6任一项所述的惯性微流控芯片，其特征在于，所述螺旋形流道的螺旋周数为4-10周，初始曲率半径为4-10mm，宽度为100μm-200μm；所述突扩结构的宽度为100μm-200μm，长度为1mm-10mm。8.根据权利要求7所述的惯性微流控芯片，其特征在于，所述螺旋形流道相邻周流道的间距为200μm-400μm；所述三个出口处流道宽度分别为100-200μm；所述螺旋形流道的高度为50-100μm。9.根据权利要求5-8任一项所述的惯性微流控芯片，其特征在于，所述螺旋形流道的螺旋周数为5周，初始曲率半径为5mm，宽度为150μm；所述突扩结构的宽度为150μm，长度为1mm；相邻周流道的间距为300μm；所述三个出口处流道宽度分别为150μm；所述螺旋形流道的高度为75μm。10.根据权利要1-9任一项所述的惯性微流控芯片，其特征在于，所述芯片还包括基底层，所述基底层和流道层互相键合封装，所述流道层的材料为聚二甲基硅氧烷、环烯烃类共聚物、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯；所述基底层的材料为二氧化硅、硅片或硅化玻璃。2CN111909823A说明书1/6页一种用于循环肿瘤细胞富集的惯性微流控芯片技术领域[0001]本发明属于生物医学工程技术领域，具体涉及一种用于循环肿瘤细胞富集的惯性微流控芯片。背景技术[0002]循环肿瘤细胞是存在于外周血中的各类肿瘤细胞的统称，近年来被认为是引发恶性肿瘤转移的重要原因，因此循环肿瘤细胞的检测对于癌症的早期排查、药物筛选、监测癌症治疗效果等有着重要的作用。然而，循环肿瘤细胞在血液中的含量极低，肿瘤转移患者每毫升全血中仅有1～10个循环肿瘤细胞，这给检测造成了很大的困难。因此，在进行循环肿瘤细胞检测之前将其从血样中高纯度、高灵敏度、高细胞活性的富集出来成为了循环肿瘤细胞临床应用的重点和难点。[0003]随着技术的发展