循環腫瘤細胞分析儀的制作方法

本發明涉及一種循環腫瘤細胞分析儀，主要適用于循環稀有細胞的分選，屬于體外診斷技術領域。

背景技術：

循環腫瘤細胞分析儀為一種非侵入性系統，用于捕獲、計數、分離和收集循環稀有細胞（circulatingrarecells,crcs）。轉化醫學研究和臨床研究的循環稀有細胞包括三個主要亞型，分別是循環腫瘤細胞（circulatingtumorcells,ctcs），循環干細胞（circulatingstemcells,cscs），及循環胎兒細胞（circulatingfetalcells,cfcs）。通過標準化、gmp級的生物試劑分離循環稀有細胞，這樣可獲得高純度和高活性的crcs，用于下游蛋白表征，基因分析和細胞分析。有效的單細胞分離和收集，為crcs在診斷和制藥工業開辟了新的應用范圍。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種結構設計合理、捕獲效率高、分選效果好的循環腫瘤細胞分析儀。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：該循環腫瘤細胞分析儀包括主機、液體控制系統、樣品管、微流芯片、廢液瓶和管線，其特征在于：所述的主機上設置有試劑管座和芯片耦合器，所述試劑管座上放置有試劑管，所述的芯片耦合器內放置有微流芯片；所述的主機上設置有液體控制系統，所述的液體控制系統通過管線分別與試劑管、樣品管和廢液瓶相連接，所述的樣品管與微流芯片連接并且相互連通，所述的微流芯片通過管線與廢液瓶連接；所述的微流芯片包括上蓋、下蓋、硅膠膜和玻片，所述的硅膠膜貼合在玻片上，所述的硅膠膜和玻片放置在上蓋和下蓋之間；所述硅膠膜貼合玻片的一面設置有甬道，甬道是硅膠膜上的凹陷結構。所述微流芯片的玻片和硅膠膜貼合的一面上包被有能和循環稀有細胞特異性結合的物質，用于捕獲循環稀有細胞，主要是循環腫瘤細胞。

本發明所述的液體控制系統包括試劑輸入閥、上樣閥、廢液排出閥、排氣閥和注射泵；所述的試劑輸入閥通過管線與試劑管連接，所述的上樣閥通過管線與樣品管連接，所述的廢液排出閥通過管線與廢液瓶連接，所述的排氣閥與外部空氣相通；所述的注射泵與上述四種閥連接。液體控制系統提高了整個儀器的自動化程度，方便清洗和上樣檢測。

本發明優選所述的試劑輸入閥至少有兩個，所述的試劑管至少有兩個。試劑管和輸入閥的數量可根據使用試劑的種類和成分改變，但是至少需要設置一種清洗試劑和一種檢測試劑，因此試劑管和試劑輸入閥均至少設置兩個。實際應用中，可以是一個試劑管對應一個試劑輸入閥，也可以是多個試劑管對應一個試劑輸入閥；當多個試劑管對應一個試劑輸入閥時，多個試劑管之間實際的切換可以通過另一套閥來實現。

本發明優選所述的甬道至少有兩條。所述的甬道優選為一條分為兩條、由兩條分為四條、由四條分為八條，共八條通路，樣本溶液在甬道中分流，充分與玻片上的與循環稀有細胞特異性結合的物質接觸，提高了循環稀有細胞捕獲效率。

本發明所述的甬道內有多個凸起，所述凸起的高度小于甬道的深度。凸起使樣本流過甬道時增加了阻力，但不影響樣本溶液向前流動。

本發明所述凸起的高度依液體流動方向逐漸增大。有層次的結構可達到梯度過濾的效果，減少了體積較大的目標細胞的流失。細胞團或體積大的細胞會被分步擋住，而循環稀有細胞的體積大于正常的血液細胞，并且會形成細胞團，這樣的結構利于正常血液細胞通過，同時將循環稀有細胞攔截留在微流芯片中，和與循環稀有細胞特異性結合的物質協同作用，提高了循環稀有細胞捕獲效率。

本發明所述的多個凸起均呈人字形，且方向一致、間距相等，呈規則排列。規則排列的人字形凸起共同構成鯡魚骨型結構，利于樣本溶液翻滾流動，充分與玻片上的循環稀有細胞捕獲物質接觸。

本發明所述的芯片耦合器設置有溫度控制系統。溫度控制系統可調節控制反應時的溫度，有利于細胞的成功捕獲和完整釋放。所述的溫度控制系統一般是在芯片耦合器的底部設置一塊可調節溫度的加熱板。

本發明所述的主機上設置有排風扇。排風扇運轉可以幫助主機散熱，以便儀器正常運行。

本發明所述的主機上設置有數顯屏。數顯屏可顯示溫度和電壓，便于反應過程的溫度和液體流速的控制。

本發明所述的管線孔徑很細小，形成微流，提高了細胞捕獲效率。

本發明具有以下優點和效果：液體控制系統和微流芯片聯合使用，具有有層次的鯡魚骨型結構的硅膠膜和循環稀有細胞特異性結合的物質聯合使用，大大提高了循環稀有細胞的捕獲效率。本發明用于人外周血中稀有細胞的分離與鑒定，可得到高純度和具活性的稀有細胞，應用于下游蛋白質表征、基因分析和細胞檢測，聯合檢測結果具有疾病的診斷、預防、監護等臨床輔助診斷作用。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構示意圖。

圖2是本發明微流芯片的拆分結構示意圖。

圖3是本發明硅膠膜貼合玻片一面的結構示意圖。

圖4是圖3其中一條甬道的a-a截面圖。

圖中：主機1，試劑管11，試劑管座12，芯片耦合器13，排風扇14，數顯屏15；液體控制系統2，輸入閥21，上樣閥22，廢液排出閥23，排氣24，注射泵25；管線3，樣品管4，微流芯片5，廢液瓶6；硅膠膜51，玻片52，上蓋53，下蓋54；甬道511，凸起512。

具體實施方式

下面結合附圖并通過實施例對本發明作進一步說明。

參見圖1，本實施例包括：主機1，液體控制系統2，管線3，樣品管4，微流芯片5，和廢液瓶6。

在本實施例中，主機1上面設置有試劑管座12，試劑管座12上放置有三個試劑管11。主機1上還設置有芯片耦合器13，排風扇14和數顯屏15；芯片耦合器13用于放置微流芯片5；排風扇14運轉可以幫助主機1散熱，以便儀器正常運行；數顯屏15可顯示溫度和電壓，便于反應過程的溫度和液體流速的控制。

在本實施例中，液體控制系統2設置在主機1上，液體控制系統2包括兩個輸入閥21，一個上樣閥22，一個廢液排出閥23，一個排氣閥24和一個注射泵25，注射泵25與上述五個閥連接，為液體流動提供動力；其中一個輸入閥21與兩個試劑管11通過管線3連接，這兩個試劑管11用于盛放清洗試劑，一般是緩沖液和消毒酒精；另一個輸入閥21與剩余的一個試劑管11通過管線3連接，這個試劑管11用于盛放檢測試劑，一般是細胞染色前處理劑，用于染色前細胞的預處理；上樣閥22與樣品管4通過管線3連接，清洗和檢測時，試劑管11、輸入閥21、上樣閥22和樣品管4連通，形成一個通往微流芯片5的通路；廢液排出閥23通過管線3與廢液瓶6連接，用于排出液體控制系統2中的廢液；排氣閥24與外部空氣連通，當液體控制系統2內產生氣泡時，用于排出多余氣體，會有少量液體一起排出，擦拭干凈即可。

參見圖2-4，在本實施例中，微流芯片5為四層結構，從上至下為上蓋53、硅膠膜51、玻片52和下蓋54，其中，硅膠膜51貼合在玻片52的上面，上蓋53蓋在下蓋54上，形成一個空腔，硅膠膜51和玻片52放置在這個空腔內；硅膠膜51貼合玻片52的一面即硅膠膜51的下表面上有甬道511，甬道511為凹陷的條狀結構，甬道511內有凸起512，凸起512的高度小于甬道511的深度；硅膠膜51為pdms（聚二甲基硅氧烷）材料，甬道511和凸起512采用蝕刻工藝加工而成；玻片52貼合硅膠膜51的一面上包被有能和循環稀有細胞特異性結合的物質，在樣本流經甬道511時，樣本中的循環稀有細胞會被捕獲留在微流芯片5中；殘余的廢液通過管線3流入廢液瓶6。

在本實施例中，甬道511由一分二、由二分四、由四分八，共形成八條通路；八條通路中均有凸起512，且所有凸起512均呈人字形結構、方向一致、相鄰間距相等，共同構成鯡魚骨型結構；同時，依液體流動方向，凸起512的高度逐漸增加，形成一種有層次的鯡魚骨型結構，可達到梯度過濾的效果，即細胞團或體積大的細胞會被分步擋住，而循環稀有細胞的體積大于正常的血液細胞，并且會形成細胞團，這樣的結構利于正常血液細胞通過，同時將循環稀有細胞攔截留在微流芯片5中。

本發明的工作過程如下：

一、清洗

控制與盛放清洗試劑的試劑管11連接的輸入閥21、上樣閥22和注射泵25，使清洗試劑由試劑管11通過管線3流向樣品管4，流過微流芯片5，最后通過管線3流到廢液瓶6，兩個試劑管的清洗試劑可通過閥來切換，如此往復，完成清洗。

二、檢測

控制上樣閥22和注射泵25，分離樣品管4和微流芯片5，使樣本倒吸入樣品管4；再次連接樣品管4和微流芯片5，控制上樣閥22和注射泵25，使樣本從樣品管4流出并緩慢流過微流芯片5，最后通過管線3流到廢液瓶6，循環稀有細胞被捕獲和富集在微流芯片5中；控制與盛放細胞染色前處理劑的試劑管11連接的輸入閥21、上樣閥22和注射泵25，使細胞染色前處理劑通過管線3流向樣品管4，流過微流芯片5，最后通過管線3流到廢液瓶6，細胞染色預處理完成；取出微流芯片5，拆開上蓋53和下蓋54，分離硅膠膜51和玻片52，循環稀有細胞被固定在玻片52上，可進行后續染色觀察和進一步分析。

本說明書中沒有詳細描述的部分均采用本領域技術人員所公知的結構和原理，均為現有技術。

通過上述描述，本領域的技術人員已能實施。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，只要其部件未明確說明具體規格的，則該部件可以為與其功能相適應的任何規格；同時，部件所取的名稱也可以不同。凡依本發明構思所述的構造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本發明專利的保護范圍內。