[发明专利]一种精准分选白细胞亚型的声光微流控芯片及其分选方法

说明书

本发明公开了一种精准分选白细胞亚型的声光微流控芯片及其分选方法，该芯片包括微流沟道、声表面波聚焦模块、声表面波分选模块和光力分选模块；通过声表面波聚焦模块进行聚焦后的血液样本，根据待分选的对象细胞种类，选择声表面波分选模块和光力分选模块的开启状态；分选后的血液样本通过样本出口流入对应的收集瓶内。将声表面波细胞三维聚焦、分离和激光光力细胞分选集成到微小的微流控芯片中，大大缩小了仪器体积克服了传统仪器的缺陷。本发明结合两种技术的优势实现了从外周血中实现三种白细胞亚类的精准分离，并且无需标记物损伤，分离得到的三种白细胞亚类都有着高于95％的纯度，整个仪器小巧、精度高、易操作，有着巨大应用前景。

技术领域

本发明涉及白细胞亚型分选技术领域，尤其涉及一种精准分选白细胞亚型的声光微流控芯片及其分选方法。

背景技术

在临床诊断中免疫白细胞精准分选对于疾病诊断病情分析有着关键作用，特别是白细胞特定亚型精确分离是深入理解疾病发生，实现疾病治疗的重要前提。比如在作为在肿瘤免疫中起着重要的白细胞亚型-T细胞，对于其免疫过程中的功能分析研究，以及未来在肿瘤治疗中很有希望的肿瘤免疫疗法都需要精准的T细胞提纯分选来实现进一步的分析或者细胞增殖。传统的临床使用的方法大多基于离心或者电化学方法，根据细胞的密度、尺寸或者电学特性来分选具有高通量简便快速的优点。但是对于外周血中众多细胞类型，特别是白细胞亚型，细胞的尺寸、密度和电阻有很大分布区间并且相互重叠，这些物理性质的重叠极大限制了离心和电化学方法的精准性，难以满足更高精度的分选需求。基于荧光特异性分选的流式细胞分选仪利用不同细胞表面特异性抗原实现不同荧光标记，结合荧光信号实现不同细胞的分选，这种方法具有较高的精度，但是由于整体仪器设备十分庞大昂贵并且需要复杂的荧光标记等专业操作，使得这种仪器难以大范围应用。所以，目前亟需一种小型化方便快捷并且具有高精度的仪器来满足临床中日益增长的白细胞亚型分选的需求，从而能够实现快速辅助诊断分析，或者用于疾病治疗。

微流控技术是一个跨学科的新领域，近年来发展迅速。微流控芯片具有尺寸小，成本低，高度集成化等优点，由于其在微米尺度对流体和细胞有着很好的操控检测等优势，所以很适合用于临床临床快速检测细胞分选等应用。在细胞操控中声表面波技术（surfaceacoustic waves）简称SAW和光镊技术一直以来都因为其非接触无损伤的优势得到广泛应用，特别是近年来将光学技术与声表面波技术集成到微流控芯片而发展的光流控与声流控技术得到越来越多的重视和发展。声表面波能够实现精准的细胞三维聚焦和根据细胞的声学常数分离不同大小或者不同密度的细胞，光力则能够根据光学常数差异十分精准地分离不同细胞，这两种方法都具有不需要复杂标记并且无损伤的优势。但是同大部分依据细胞密度或者大小的分离方法一样，在细胞尺寸差异较大的情况下，声表面波分选细胞技术有着较高效率，但在特定白细胞亚型分选中受到了很大限制，特别是外周血中单个核细胞（包括淋巴细胞和单核细胞）有着相近的密度（1.05–1.07 g cm⁻³），同时细胞尺寸上也比较接近。而淋巴细胞通常有着较大的细胞核占比和较高的折射率（1.39-1.41），非常适用于利用有着高分辨率的光力技术高效分离。在光力分选技术中需要细胞的三维聚焦，而声表面波技术则能够很好地取代传统三维水力聚焦方式实现温和的聚焦所有细胞到光束中心。所以将声表面波技术与光力技术集成到一个芯片中能够很好弥补各自在细胞分选中的缺陷，从而实现在白细胞亚型的精准无标记的分离。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种精准分选白细胞亚型的声光微流控芯片及其分选方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种精准分选白细胞亚型的声光微流控芯片，该芯片包括铌酸锂压电晶片，以及铌酸锂压电晶片上设置的微流沟道、声表面波聚焦模块、声表面波分选模块和光力分选模块；其中：

微流沟道一端设置有一个样本入口，另一端设置有两个样本出口；声表面波聚焦模块、声表面波分选模块和光力分选模块分别依次设置在微流沟道的侧面；