[实用新型]一种用于快速捕获或检测细胞的微流控芯片

说明书

本实用新型涉及生物检测技术领域，公开了一种用于快速捕获或检测细胞的微流控芯片，其结构包括至少一组微流控单元，微流控单元的结构包括相互连接的通道A和通道B，通道A内设有多组鱼骨形结构单元。本实用新型将鱼骨形结构和圆柱体微腔结构结合，提高了目标细胞例如食源性致病菌或肿瘤循环细胞的高效、低成本、特异性的捕获、富集和体外增殖效率，将捕获的细胞富集到很小体积的微腔结构中，进一步提高了体外培养的存活率。

技术领域

本实用新型涉及生物检测设备，具体为快速捕获或检测细胞的微流控芯片。

背景技术

食源性疾病通常是指摄取了随食物或饮水进入人体的生物性、化学性、物理性有害物而引起的疾病。近年来，由于微生物引起的食源性疾病在食品安全事件中的比例不断提升，给人类身体健康和生命安全构成了严重的威胁，肠致病性大肠杆菌是引起人体腹泻症状的常见病原菌，目前根据不同的生物学特征将致病性大肠杆菌分为6类，即肠致病性大肠杆菌、肠产毒性大肠杆菌、肠侵袭性大肠杆菌、肠出血性大肠杆菌、肠集聚性大肠杆菌以及近来发现的肠产志贺样毒素且具有侵袭力的大肠杆菌。其中，肠致病性大肠杆菌是引起全球婴儿急、慢性腹泻和成年人散发腹泻的一类重要致病菌。金黄色葡萄球菌，沙门氏菌等造成的污染也严重威胁到人类的健康，急性中毒轻者导致急性胃肠炎，呕吐、恶心、腹痛、腹泻、发烧等；重者会引起呼吸、循环、神经等系统症状，抢救不及时会危及生命；慢性中毒会导致致癌、致畸、致突变等。传统的细菌检测方法，如微生物培养和分离，这种检测方法灵敏度低，处理时间长，且需要经过培训的专门人员，同时并非所有的细菌都可以在实验室中培养，具有很大的局限性。在科学技术不断发展下，产生了新的检测方法，如分析免疫学方法、分子生物学检测技术、磁性荧光纳米检测法等，弥补了传统检测方法的不足。

(1)分析免疫学方法，该检测方法是以抗原抗体的特异性反应为基础，在检测过程中，根据食物中微生物的特异性抗原特征，可激发机体产生与之相关的特异性抗体。免疫磁珠分离法、胶体金标记法、酶联免疫吸附法(ELISA)都属于免疫学常见的检测方法。免疫磁珠分离法适用于细菌富集，须与其他检测方法联用进行细菌的检测；胶体金标记法具有灵敏度高、特异性强、操作简单等特征，但是将其应用于食源性致病菌微生物的检测中时，可能由于抗原被样品中某些物质所掩蔽，从而产生假阴性反应，难以保证检测结果的准确性和真实性；ELISA检测方法灵敏度高，特异性强。检测速度快，但操作复杂。

(2)分子生物学检测技术，从分子生物学水平上进一步研究微生物的分子，尤其是核酸结构及其相关组成部分，包括基因芯片检测、PCR检测方法等。基因芯片检测方法在检测食源性致病微生物过程中，以反应体积小、试剂消耗量小、检测速度快、灵敏度高等特点，提高了检测质量和效率，但是这种检测方法检测费用高、检测精度低；PCR检测方法实现了从定性到定量的飞跃，整个检测过程中不需要后续处理便能得到灵敏度高。精确度高的检测结果，但将其应用到食源性致病菌微生物检测中，食品中的成分会抑制PCR中酶的活性，在一定程度上降低了检测的准确度。

(3)磁性荧光纳米检测法，将磁性纳米颗粒和荧光纳米颗粒通过预先设定好的方式相互结合，使其兼顾标记和富集的双重功能，在相互作用下产生较强的荧光，以提供较好的磁响应性、耐光性和光信号等，但从目前在食源性致病微生物的检测情况看，其应用范围有限，且其准确度，灵敏度及安全性不能确定。

恶性肿瘤目前已成为世界上死亡率最高的重大疾病之一，而随着肿瘤发病率的日趋升高，人们对恶性肿瘤的认识和研究不断加深，90％以上肿瘤患者的死亡都是肿瘤转移所致。肿瘤细胞自发或因诊疗操作从原发肿瘤部位脱落并进入血液形成循环肿瘤细胞(circulating tumor cells,CTCs)，CTCs是在血液循环系统中存活的肿瘤细胞，能够表征肿瘤病灶的分子特征，并被认为是肿瘤血行转移的主要途径。血液循环系统中检测到循环肿瘤细胞意味着癌症和可能的癌转移。因此，早期、高效和特异性的CTCs捕获不仅是肿瘤的早期诊断的一个有力手段，同时通过释放所获CTCs并针对其生物学活性、分子与功能进行深入研究和分析，也有利于肿瘤转移发生之前的风险评估和个性化治理方案的制定。