[发明专利]一种微流控装置

说明书

本发明涉及细胞分析技术领域，具体公开了一种微流控装置，其中，包括：基板，基板上设置微流控结构和微筛结构，微流控结构位于基板上，微筛结构的一端与微流控结构背离基板的表面接触，微筛结构的另一端通过设置在基板上的支撑结构固定，支撑结构、基板、微流控结构以及微筛结构共同围成容纳腔，支撑结构上设置样品入口，微筛结构上设置微筛孔阵列，基板上设有光电镊子；待分析样品经过样品入口进入容纳腔，微筛孔能够将待分析样品中除去CTC细胞外的其他成分排出容纳腔，光电镊子能够捕获待分析样品中的CTC细胞，并能够将CTC细胞运输至微流控结构中。本发明提供的微流控装置可以有效的实现对CTC细胞的捕获、分类和运输，同时能够保持CTC细胞的活性。

技术领域

本发明涉及细胞分析技术领域，尤其涉及一种微流控装置。

背景技术

针对生物学机制的靶向药物治疗逐渐成为癌症治疗的新兴趋势，这些机制控制着肿瘤的生长。由于不同肿瘤患者甚至同类肿瘤的不同患者的肿瘤形成机制各不相同，在开始治疗前需要一些方法去识别肿瘤的潜在生物学机制，有时还需要利用这些方法来监测转移性癌症患者对靶向药物的反应。由于某些肿瘤难以获取，因此对肿瘤组织进行活检会对病人造成危险。 而且，由于必须对肿瘤组织进行频繁检测，使得活检的办法更加不可取。一种比较有吸引力的替代方法是液体活检，在该方法中，先对被肿瘤释放到血液中循环肿瘤细胞（Circulating Tumor Cell ，简称CTC）进行分离，然后根据其生物学特性进行表征。尽管该方法具有巨大的诊断和治疗潜力，并且完全消除了直接活检肿瘤的危险，但仍然面临着严峻的挑战。例如，血液中的CTC浓度仅为5-10个每毫升，而1毫升血液中的白细胞和红细胞数分别为百万和十亿量级，这就使得识别CTC非常困难。而且，分离和运输这些细胞以进一步分析同样具有挑战性。

当前，有许多研究人员正致力于开发有效的CTC选择和分离方法。其中的一部分工作是开发标记和染色方法以识别和分离CTC。这种方法面临的挑战是在分离后如何保持细胞活力以进行下一步分析。此外，还有人研究了基于电学和力学的技术的非标记微流体选择方法。尽管一些非标记的选择方法展示出令人鼓舞的结果，但临床的有效性还有待证明。最近，一种使用微筛过滤器捕获细胞并进行染色以识别肿瘤细胞的方法被开发出来。摆在这一方法面前的挑战是要能够在微筛上选择出单个肿瘤细胞，并将它们移动至特定位置以进一步分析，其中关键的是在运输的过程中必须保持CTC的活性。综上，当前用于分析CTC的方法面临着诸多挑战，能够整合CTC分析所有步骤（选择、分离、运输和分子分析）的方法还有进一步发展的空间。

发明内容

本发明提供了一种微流控装置，解决相关技术中存在的CTC的分离运输中无法保持其活性的问题。

作为本发明的一个方面，提供一种微流控装置，其中，包括：基板，所述基板上设置微流控结构和微筛结构，所述微流控结构位于所述基板上，所述微筛结构的一端与所述微流控结构背离所述基板的表面接触，所述微筛结构的另一端通过设置在所述基板上的支撑结构固定，所述支撑结构、基板、微流控结构以及所述微筛结构共同围成容纳腔，所述支撑结构上设置样品入口，所述微筛结构上设置微筛孔阵列，所述基板上设有光电镊子；

待分析样品经过所述样品入口进入所述容纳腔，所述微筛孔能够将所述待分析样品中除去CTC细胞外的其他成分排出所述容纳腔，所述光电镊子能够捕获所述待分析样品中的CTC细胞，并能够将所述待分析样品中的CTC细胞运输至所述微流控结构中，所述微流控结构能够形成运输通道，并对所述待分析样品的CTC细胞进行处理和分析。

进一步地，所述微筛结构包括：衬底、依次设置在衬底上的氧化铟锡薄膜以及非晶硅薄膜，所述非晶硅薄膜背离所述氧化铟锡薄膜的表面分别与所述支撑结构和所述微流控结构接触，所述微筛孔阵列贯穿所述衬底、氧化铟锡薄膜以及非晶硅薄膜设置。

进一步地，所述微流控结构包括：支撑主体结构，所述支撑主体结构上形成有朝向所述容纳腔开口的运输通道。

进一步地，所述支撑主体结构上设置开关结构，所述开关结构能够控制所述运输通道的开口打开或关闭。