基于界面效应的癌细胞分离装置.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CN109055181A(43)申请公布日2018.12.21(21)申请号201810819744.4(22)申请日2018.07.24(71)申请人国家纳米科学中心地址100190北京市海淀区中关村北一条11号(72)发明人孙佳姝田飞刘超(74)专利代理机构北京中索知识产权代理有限公司11640代理人张立成(51)Int.Cl.C12M1/00(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图7页(54)发明名称基于界面效应的癌细胞分离装置(57)摘要本发明涉及一种基于界面效应的癌细胞分离装置，所述分离装置利用细胞在血液和非牛顿流体接触面位置同时受到方向相反的惯性力和粘弹性力，癌细胞尺寸较大能够穿过界面，血细胞尺寸小，不能穿过界面，从而将癌细胞在血液中分离出来，包括：用以注入和输送所述血液的血液注入区；用以注入和输送所述非牛顿流体的非牛顿流体注入区；设置在所述血液注入区末端并与其相连，用以对所述血液和非牛顿流体进行汇流并分离其中细胞的分离通道；与所述分离通道末端相连，用以分离所述血液和非牛顿流体的分离区。本发明基于界面效应的癌细胞离装置采用界面效应具有更高的分辨率,能够实现癌细胞在全血里的分离。CN109055181ACN109055181A权利要求书1/2页1.一种基于界面效应的癌细胞分离装置，其特征在于，所述分离装置利用癌细胞在血液和非牛顿流体界面位置同时受到方向相反的惯性力和粘弹性力，尺寸较大的癌细胞受到的惯性力比尺寸较小的血细胞受到的惯性力更大，并以此将所述癌细胞从血液中分离出来，包括：用以注入和输送所述血液的血液注入区；用以注入和输送所述非牛顿流体的非牛顿流体注入区；设置在所述血液注入区末端并与其相连，用以对所述血液和非牛顿流体进行汇流并分离其中癌细胞的分离通道；与所述分离通道末端相连，用以分离所述血液和非牛顿流体的分离区；所述非牛顿流体注入区被所述分流包围在内部，包括：用以注入所述非牛顿流体的非牛顿流体注入口；与所述非牛顿流体注入口相连，且与所述血液连通管道在同一直线上，用以输送所述非牛顿流体的非牛顿流体连通管道，所述非牛顿流体连通管道的末端与所述汇流通道末端相连；所述血液注入区包括：用以注入所述血液的血液注入口；与所述血液注入口相连，用以输送所述血液的血液连通管道；设置在所述血液连通管道末端，用以对所述血液进行分流的分流区；所述分流区为一环形通道，包括：至少两个与所述血液连通管道末端相连，用以分流所述血液的分流通道；分别设置在所述分流通道末端并与其相连，用以输送所述血液的输送通道；分别设置在所述输送通道末端，用以将所述分流的血液汇流的汇流端；从所述注入口的端部至分离通道之间的第一外弧形段的形状根据下述公式(1)确定，第一端点a至第二端点b的形状公式为：其中，L1表示第一外弧形段的弧长，R表示注入口的半径，α表示第一端点a至注入口圆心的弧线与分离通道的延长线的夹角；α0表示初始设定的标准夹角值，Ω表示待测的血液浓度值，Ω0表示初始设定的血液浓度值；所述分离管道的形状根据下述公式(2)确定，第二端点b至第三端点c的形状公式为：其中，L1表示第一外弧形段的弧长，L2表示第二外弧形段的弧长，L3表示输送管道的长度，也即第三端点至第四端点的长度，α表示第一端点a至注入口圆心，与分离通道的延长线2CN109055181A权利要求书2/2页的夹角；汇流管道外侧壁的形状根据下述公式(4)确定，第四端点d至第五端点e的形状公式为：其中，L1表示第一外弧形段的弧长，L2表示第二外弧形段的弧长，L3表示输送管道的长度。2.根据权利要求1所述的基于界面效应的癌细胞分离装置，其特征在于，从所述注入口的端部至所述输送管道之间的第一内弧形段的形状根据下述公式(5)确定，第五端点f至第六端点g的形状公式为：其中，l1表示第一内弧形段的弧长，D表示非牛顿流体注入口的圆心与第一内弧形段中的第六端点f之间的距离，D1表示输送管道的宽度，D2表示非牛顿流体连通管道的宽度，α表示第一端点a至注入口圆心的弧线与分离通道的延长线的夹角；汇流管道内侧壁的形状根据下述公式(6)确定，第七端点h至第八端点j的形状公式为：其中，l2表示第二内弧形段的弧长，D表示非牛顿流体注入口的圆心与第一内弧形段中的第六端点f之间的距离，D1表示输送管道的宽度，D2表示非牛顿流体连通管道的宽度，α表示第一端点a至注入口圆心的弧线与分离通道的延长线的夹角。3.根据权利要求1所述的基于界面效应的癌细胞分离装置，其特征在于，所述两分流通道的夹角与所述汇流通道的夹角均可以为锐角、直角或钝角，且所述分流通道夹角的角平分线和汇流通道夹角的角平分线均与所述血液连通管道重合。4.根据权利要求1所述的基于界面效应的癌细胞分离