一種在微流控芯片上實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)分選循環(huán)腫瘤細(xì)胞的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種在微流控芯片上實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)分選循環(huán)腫瘤細(xì)胞的裝置，所述裝置主要包括PDMS微流控芯片及電磁微閥結(jié)構(gòu)；PDMS微流控芯片包括儲(chǔ)液孔A至儲(chǔ)液孔F、檢測通道、主通道、第一聚焦通道、第二聚焦通道、樣品出口通道、目標(biāo)細(xì)胞收集通道、電磁分選通道；當(dāng)循環(huán)腫瘤細(xì)胞通過檢測通道時(shí)，產(chǎn)生的電壓信號(hào)被檢測到并被送至NI采集卡和處理終端，處理終端通過NI采集卡發(fā)出電壓信號(hào)，使電磁繼電器閉合，繼而使電磁微閥結(jié)構(gòu)壓迫其下方PDMS層，使其發(fā)生形變，從而從儲(chǔ)液孔E排出一部分液體，推動(dòng)循環(huán)腫瘤細(xì)胞流入目標(biāo)細(xì)胞收集通道中；本實(shí)用新型采用嵌入式電磁微閥結(jié)構(gòu)為分選提供驅(qū)動(dòng)力，樣品采用電滲驅(qū)動(dòng)和電滲聚焦；可全自動(dòng)完成循環(huán)腫瘤細(xì)胞的檢測和分選。
【專利說明】一種在微流控芯片上實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)分選循環(huán)腫瘤細(xì)胞的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及顆粒分選領(lǐng)域，具體的說是涉及一種在微流控芯片上從全血中進(jìn) 行全自動(dòng)分選循環(huán)腫瘤細(xì)胞的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，經(jīng)常需要從較為復(fù)雜的樣品中，分選出特定的目標(biāo)細(xì)胞。如 檢測、分選并計(jì)數(shù)癌癥患者血液中的循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTC，circulating tumor cell)的個(gè)數(shù) 在在癌癥診斷與治療中顯得愈發(fā)重要。
[0003] 傳統(tǒng)的從全血中分選循環(huán)腫瘤細(xì)胞方法主要有密度梯度離心分離和免疫磁珠法， 目前應(yīng)用最廣的是免疫磁珠法。離心分離方法需要的樣品量都較大，而且耗時(shí)很長，需要利 用尺寸較大的設(shè)備；免疫磁珠法必須先了解待測癌細(xì)胞的分子特征，設(shè)計(jì)出攜帶針對性抗 體的免疫磁珠，因此不能適應(yīng)于所有癌細(xì)胞的檢測；并且對于不了解的癌細(xì)胞、或者不攜帶 通用抗原的癌細(xì)胞，基于癌細(xì)胞抗原特征的免疫磁珠技術(shù)則無法發(fā)揮作用。
[0004] 微流控芯片被喻為21世紀(jì)生命科學(xué)的支撐技術(shù)，是便攜式生化分析儀器的技術(shù) 核心。該技術(shù)是通過構(gòu)建微尺度的通道，將生物和化學(xué)等領(lǐng)域所涉及的樣品制備、生物與化 學(xué)反應(yīng)分離與檢測等基本操作單元集成到一塊幾平方厘米的芯片上，用以完成不同的生物 或化學(xué)反應(yīng)過程，能夠在短時(shí)間內(nèi)分析大量的生物分子，準(zhǔn)確獲取樣品中的大量信息，信息 量是傳統(tǒng)檢測手段的成百上千倍。
[0005] 在微流控芯片上對血液樣品中的循環(huán)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行分選已有一些研究的報(bào)道，如 利用介電泳、流體動(dòng)力、基于免疫磁珠和熒光分選法等。但該方法都存在不同程度的不足， 如直流介電泳的方法需要施加較高的電場強(qiáng)度，極容易造成細(xì)胞裂解；流體動(dòng)力學(xué)的方法 需要精確控制各個(gè)壓力，并且僅能有效工作很短的一段時(shí)間，在此之后，還需要利用顯微鏡 進(jìn)行液面調(diào)整；而熒光分選的方法需要對細(xì)胞進(jìn)行熒光標(biāo)記，并且需要搭建復(fù)雜的光學(xué)檢 測系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 鑒于已有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種全自動(dòng)分選循環(huán)腫瘤細(xì) 胞的裝置，本實(shí)用新型基于循環(huán)腫瘤細(xì)胞和血細(xì)胞體積上的差異，在微流控芯片上采用庫 爾特檢測和電磁微閥聯(lián)合法，通過電滲驅(qū)動(dòng)樣品通過檢測區(qū)，當(dāng)檢測到尺寸較大的循環(huán)腫 瘤細(xì)胞時(shí)，檢測系統(tǒng)自動(dòng)控制電磁微閥動(dòng)作，將循環(huán)腫瘤細(xì)胞分選至目標(biāo)通道，從而實(shí)現(xiàn)對 樣品中循環(huán)腫瘤細(xì)胞的全自動(dòng)檢測、計(jì)數(shù)和分選。
[0007] -種在微流控芯片上實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)分選循環(huán)腫瘤細(xì)胞的裝置，其特征在于：
[0008] 包括PDMS微流控芯片、與PDMS微流控芯片封接為一體的玻璃底片、直流電源、電 壓信號(hào)放大電路以及電磁微閥結(jié)構(gòu)；
[0009] 所述PDMS微流控芯片包括儲(chǔ)液孔A至儲(chǔ)液孔F、檢測通道、用于電滲輸運(yùn)細(xì)胞的主 通道、分別與主通道連通，用于改變主通道內(nèi)樣品的流動(dòng)寬度，使樣品的待測細(xì)胞依次通過 檢測通道的第一聚焦通道和第二聚焦通道、用于為收集其它血細(xì)胞提供通道的樣品出口通 道、用于為收集循環(huán)腫瘤細(xì)胞提供通道的目標(biāo)細(xì)胞收集通道、用于為裝置實(shí)現(xiàn)分選提供驅(qū) 動(dòng)力通道的電磁分選通道；所述電磁分選通道、樣品出口通道和目標(biāo)細(xì)胞收集通道均通過 檢測通道與主通道連通；所述儲(chǔ)液孔A與主通道連通，儲(chǔ)液孔B與第一聚焦通道連通，儲(chǔ)液 孔C與第二聚焦通道連通，儲(chǔ)液孔D與目標(biāo)細(xì)胞收集通道連通，儲(chǔ)液孔E與電磁分選通道連 通，儲(chǔ)液孔F與樣品出口通道連通；
[0010] 在上述儲(chǔ)液孔A至儲(chǔ)液孔F中均插入鉬電極，其中儲(chǔ)液孔A、儲(chǔ)液孔B和儲(chǔ)液孔C 中的鉬電極均與直流電源的正極相連；儲(chǔ)液孔D、儲(chǔ)液孔F中的鉬電極均通過一個(gè)電阻R與 直流電源負(fù)極相連，該電阻R兩端通過導(dǎo)線連接至電壓信號(hào)放大電路的輸入端，電壓信號(hào) 放大電路的輸出端連接至NI采集卡輸入端，NI采集卡輸出端連至處理終端；NI采集卡輸出 端與一電磁繼電器輸入控制端相連，電磁繼電器一端和直流電源的負(fù)極相連，另一端通過 電磁微閥結(jié)構(gòu)和直流電源正極相連；當(dāng)循環(huán)腫瘤細(xì)胞通過檢測通道時(shí)，電阻R兩端電壓會(huì) 發(fā)生改變，該變化的電壓信號(hào)會(huì)被電壓信號(hào)放大電路檢測到；電壓信號(hào)放大電路將該電壓 信號(hào)放大后送至NI采集卡和處理終端，處理終端通過NI采集卡發(fā)出相應(yīng)的電壓信號(hào)，使電 磁繼電器閉合，從而使電磁微閥結(jié)構(gòu)在電磁場作用下，壓迫電磁微閥結(jié)構(gòu)下方PDMS層發(fā)生 形變，使儲(chǔ)液孔E排出一部分液體，推動(dòng)循環(huán)腫瘤細(xì)胞流入目標(biāo)細(xì)胞收集通道中；
[0011] 當(dāng)分選時(shí)間達(dá)到電磁繼電器預(yù)設(shè)動(dòng)作時(shí)間后，電磁繼電器斷開，從而使電磁微閥 結(jié)構(gòu)斷電，樣品恢復(fù)進(jìn)入樣品出口通道及儲(chǔ)液孔F中，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)腫瘤細(xì)胞的全自動(dòng)分 選。
[0012] 所述的電磁微閥結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于儲(chǔ)液孔E上方的永磁鐵以及貼附于儲(chǔ)液孔E下 方玻璃底片上的電磁鐵；所述電磁鐵一端與電磁繼電器連接，另一端與直流電源正極相連； 當(dāng)循環(huán)腫瘤細(xì)胞通過檢測通道時(shí)，電阻R兩端電壓會(huì)發(fā)生改變，該變化的電壓信號(hào)會(huì)被電 壓信號(hào)放大電路檢測到；電壓信號(hào)放大電路將該電壓信號(hào)放大后送至NI采集卡和處理終 端，處理終端通過NI采集卡發(fā)出相應(yīng)的電壓信號(hào)，使電磁繼電器閉合，從而使貼附于儲(chǔ)液 孔E下方玻璃底片上的電磁鐵通電，電磁鐵通電后產(chǎn)生磁場，吸引儲(chǔ)液孔E上方的永磁鐵下 移，從而壓迫永磁鐵下方的儲(chǔ)液孔E的PDMS層發(fā)生形變，使儲(chǔ)液孔E排出一部分液體，推動(dòng) 循環(huán)腫瘤細(xì)胞流入細(xì)胞收集通道中。
[0013] 相應(yīng)的，基于上述裝置在所述微流控芯片上實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)分選循環(huán)腫瘤細(xì)胞的過 程，包括如下步驟：
[0014] 1)樣品以及緩沖液滴加步驟：將血細(xì)胞樣品加入到儲(chǔ)液孔A中；并向儲(chǔ)液孔A、儲(chǔ) 液孔B、儲(chǔ)液孔C、儲(chǔ)液孔D、儲(chǔ)液孔E和儲(chǔ)液孔F中分別滴加緩沖液；
[0015] 3)接通直流電源對儲(chǔ)液孔A中的血細(xì)胞樣品進(jìn)行電滲輸運(yùn)；
[0016] 4)當(dāng)樣品中無循環(huán)腫瘤細(xì)胞時(shí)，樣品在電滲流的作用下全部通過樣品出口通道輸 送至儲(chǔ)液孔F;
[0017] 5)當(dāng)樣品中有循環(huán)腫瘤細(xì)胞通過檢測通道時(shí)，電阻R兩端電壓會(huì)發(fā)生改變并被電 壓信號(hào)放大電路檢測到；電壓信號(hào)放大電路隨后將該電壓信號(hào)送至NI采集卡和處理終端， 處理終端通過NI采集卡發(fā)出相應(yīng)的電壓信號(hào)，使電磁繼電器閉合，從而使貼附于儲(chǔ)液孔E 下方玻璃底片上的電磁鐵通電，電磁鐵通電后產(chǎn)生磁場，吸引儲(chǔ)液孔E上方的永磁鐵下移， 從而壓迫永磁鐵下方的儲(chǔ)液孔E的PDMS層發(fā)生形變，使儲(chǔ)液孔E排出一部分液體，推動(dòng)循 環(huán)腫瘤細(xì)胞流入細(xì)胞收集通道中；當(dāng)分選時(shí)間達(dá)到電磁繼電器預(yù)設(shè)動(dòng)作時(shí)間后，電磁繼電 器斷開，從而使永磁鐵斷電，樣品恢復(fù)進(jìn)入樣品出口通道及儲(chǔ)液孔F中，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)腫瘤 細(xì)胞的全自動(dòng)分選。
[0018] 實(shí)施本發(fā)明的微流控芯片上全自動(dòng)分選循環(huán)腫瘤細(xì)胞的裝置，具有以下有益效 果：（1)采用嵌入式電磁微閥結(jié)構(gòu)為分選提供驅(qū)動(dòng)力，樣品采用電滲驅(qū)動(dòng)和電滲聚焦，并 且采用基于AD620的迷你電壓信號(hào)放大電路，整個(gè)裝置的體積很小，可方便的發(fā)展為便攜 式儀器；(2)采用庫爾特方法，基于循環(huán)腫瘤細(xì)胞和其它雜質(zhì)細(xì)胞尺寸差異進(jìn)行分選，無需 進(jìn)行其它標(biāo)記，可簡單、快速的獲取檢測結(jié)果；（3)本實(shí)用新型成本低、操作簡單、分選精度 高，可全自動(dòng)完成循環(huán)腫瘤細(xì)胞的檢測和分選。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為本實(shí)用新型的微流體芯片的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2為本實(shí)用新型在微流控芯片上全自動(dòng)分選細(xì)胞裝置的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0021] 圖3為本實(shí)用新型微流控芯片關(guān)于儲(chǔ)液孔E部分的局部剖視圖--電磁微閥斷電 未動(dòng)作示意圖；
[0022] 圖4為本實(shí)用新型微流控芯片關(guān)于儲(chǔ)液孔E部分的局部剖視圖--電磁微閥通電 動(dòng)作示意圖。
[0023] 圖中：1、主通道，2、第一聚焦通道，3、第二聚焦通道，4、目標(biāo)細(xì)胞收集通道，5、電磁 分選通道，6、樣品出口通道，7、永磁鐵，8、檢測通道，9、電壓信號(hào)放大電路，10、NI采集卡， 11、處理終端，12、電磁鐵，13、電磁繼電器，A、儲(chǔ)液孔，B、儲(chǔ)液孔，C、儲(chǔ)液孔，D、儲(chǔ)液孔，E、儲(chǔ) 液孔，F(xiàn)、儲(chǔ)液孔，G、玻璃底片，H、PDMS微流控芯片。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本實(shí) 用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0025] 本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思路：微流控芯片Η上的檢測通道8的線寬很窄，當(dāng)細(xì)胞經(jīng)過檢測 通道8時(shí)，整個(gè)通道的電阻會(huì)發(fā)生變化，該變化由電壓信號(hào)放大電路9檢測到，從而產(chǎn)生一 個(gè)相應(yīng)的電壓脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)幅值的大小代表細(xì)胞的大小，該電壓信號(hào)送至ΝΙ米集 卡10和處理終端11，依據(jù)此原理，可以判定細(xì)胞是否是腫瘤細(xì)胞；當(dāng)判定細(xì)胞是腫瘤細(xì)胞 時(shí)，則由處理終端11中的程序通過ΝΙ采集卡10發(fā)出相應(yīng)的電壓信號(hào)，使電磁繼電器13閉 合，從而使貼附于儲(chǔ)液孔Ε下方玻璃底片上的電磁鐵12通電，電磁鐵12通電后產(chǎn)生磁場， 吸引儲(chǔ)液孔Ε上方的永磁鐵7下移，從而壓迫永磁鐵7下方的儲(chǔ)液孔Ε的PDMS層發(fā)生形變， 使儲(chǔ)液孔Ε排出一部分液體，推動(dòng)循環(huán)腫瘤細(xì)胞流入目標(biāo)細(xì)胞收集通道4中；當(dāng)分選時(shí)間達(dá) 到電磁繼電器13預(yù)設(shè)動(dòng)作時(shí)間后，電磁繼電器13斷開，從而使永磁鐵7斷電，樣品恢復(fù)進(jìn) 入樣品出口通道6及儲(chǔ)液孔F中，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)腫瘤細(xì)胞的全自動(dòng)分選。
[0026] 在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，如圖1所示，玻璃底片G位于PDMS微流控芯片Η下方， 并與PDMS微流控芯片封接封接成一體；
[0027] 所述PDMS微流控芯片Η包括儲(chǔ)液孔Α、儲(chǔ)液孔Β、儲(chǔ)液孔C、儲(chǔ)液孔D、儲(chǔ)液孔Ε、儲(chǔ) 液孔F、主通道1、第一聚焦通道2、第二聚焦通道3、目標(biāo)細(xì)胞收集通道4、電磁分選通道5、 樣品出口通道6、永磁鐵7和檢測通道8 ;
[0028] 儲(chǔ)液孔A與主通道1連接，儲(chǔ)液孔B與第一聚焦通道2連接，儲(chǔ)液孔C與第二聚焦 通道3連接，儲(chǔ)液孔D與目標(biāo)細(xì)胞收集通道4連接，儲(chǔ)液孔E與電磁分選通道5連接，儲(chǔ)液 孔F與樣品出口通道6連接，電磁分選通道5、樣品出口通道6和目標(biāo)細(xì)胞收集通道4均與 主通道1連接，第一聚焦通道2、第二聚焦通道3均與主通道1連接；如圖2,在儲(chǔ)液孔A、儲(chǔ) 液孔B、儲(chǔ)液孔C、儲(chǔ)液孔D、儲(chǔ)液孔F中插入鉬電極，儲(chǔ)液孔A、儲(chǔ)液孔B和儲(chǔ)液孔C中的鉬 電極的均與直流電源的正極相連，儲(chǔ)液孔D中的鉬電極的通過電阻R與直流電源的負(fù)極相 連，且直流電源負(fù)極通過該電阻R與儲(chǔ)液孔F中的鉬電極相連，所述電阻R兩端通過導(dǎo)線連 接至電壓信號(hào)放大電路9的兩個(gè)輸入端，電壓信號(hào)放大電路9的輸出端連接至NI采集卡10 輸入端，NI采集卡10輸出端連至掌上電腦（本例處理終端11優(yōu)選便捷的掌上電腦），NI 采集卡10輸出端與電磁繼電器13輸入控制端相連，電磁繼電器13 -端和直流電源的負(fù)極 相連，另一端通過電磁鐵12和直流電源正極相連。
[0029] 如圖3、圖4,設(shè)置于儲(chǔ)液孔E的PDMS層上方的永磁鐵7以及貼附于儲(chǔ)液孔E下方 玻璃底片G上的電磁鐵12構(gòu)成電磁微閥結(jié)構(gòu)，該電磁微閥結(jié)構(gòu)利用電磁鐵與永磁鐵之間的 配合，通過電磁動(dòng)作來產(chǎn)生一個(gè)液體的推力，實(shí)現(xiàn)對顆粒&細(xì)胞的分選；具體的所述電磁鐵 12 -端與電磁繼電器13連接，另一端與直流電源正極相連；當(dāng)存在循環(huán)腫瘤細(xì)胞時(shí)，循環(huán) 腫瘤細(xì)胞通過檢測通道時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號(hào)并被電壓信號(hào)放大電路9檢測到；電壓 信號(hào)放大電路9將該電壓信號(hào)送至NI采集卡10和掌上電腦，掌上電腦通過NI采集卡發(fā)出 相應(yīng)的電壓信號(hào)，使電磁繼電器13閉合，從而使貼附于儲(chǔ)液孔E下方玻璃底片G上的電磁 鐵12通電，電磁鐵12通電后產(chǎn)生磁場，吸引儲(chǔ)液孔E上方的永磁鐵7下移，從而壓迫永磁 鐵7下方的儲(chǔ)液孔E的PDMS層發(fā)生形變，使儲(chǔ)液孔E排出一部分液體，推動(dòng)循環(huán)腫瘤細(xì)胞 流入目標(biāo)細(xì)胞收集通道中。
[0030] 其中，電壓信號(hào)放大電路9采用基于AD620的差分放大電路。PDMS微流控芯片Η 的制作方法為：采用軟光刻技術(shù)soft-lithography加工出所需的PDMS微流控芯片Η ;即通 過打印掩模、使用SU-8負(fù)光刻膠，通過紫外曝光在硅基晶片上加工出具有主通道和混合液 注入通道的陽膜，然后在晶片上澆注少量聚二甲基硅氧烷PDMS，采用恒溫真空爐，在70? 80°C條件下固化3?4個(gè)小時(shí)獲得具有儲(chǔ)液孔Α、儲(chǔ)液孔Β、儲(chǔ)液孔C、儲(chǔ)液孔D、儲(chǔ)液孔Ε、儲(chǔ) 液孔F、主通道1、第一聚焦通道2、第二聚焦通道3、目標(biāo)細(xì)胞收集通道4、電磁分選通道5、 樣品出口通道6、檢測通道8的PDMS微流控芯片H。將永磁鐵7放置在儲(chǔ)液孔E的正上方， 繼續(xù)澆筑PDMS，采用恒溫真空爐，在70?80°C條件下固化3?4個(gè)小時(shí)，此時(shí)永磁鐵7就 澆筑在PDMS芯片Η內(nèi)部了。
[0031] 采用微流控芯片上全自動(dòng)分選循環(huán)腫瘤細(xì)胞裝置進(jìn)行全自動(dòng)分選循環(huán)腫瘤細(xì)胞 的過程，包括如下步驟：
[0032] 1)樣品以及緩沖液滴加步驟：將血細(xì)胞樣品加入到儲(chǔ)液孔Α中；并向儲(chǔ)液孔Α、儲(chǔ) 液孔B、儲(chǔ)液孔C、儲(chǔ)液孔D、儲(chǔ)液孔F中分別滴加緩沖液；
[0033] 3)接通直流電源對儲(chǔ)液孔A中的血細(xì)胞樣品進(jìn)行電滲輸運(yùn)；
[0034] 4)當(dāng)樣品中無循環(huán)腫瘤細(xì)胞時(shí)，樣品在電滲流的作用下全部通過樣品出口通道6 輸送至儲(chǔ)液孔F ;
[0035] 5)當(dāng)樣品中存在循環(huán)腫瘤細(xì)胞時(shí)，循環(huán)腫瘤細(xì)胞通過檢測通道8時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng) 幅值的電壓信號(hào)并被電壓信號(hào)放大電路9檢測到；電壓信號(hào)放大電路9接著會(huì)將該電壓信 號(hào)送至NI采集卡10和掌上電腦11，掌上電腦11中的程序通過NI采集卡10發(fā)出一電壓 信號(hào)，使電磁繼電器13閉合，從而使電磁鐵12通電，電磁鐵12通電后產(chǎn)生磁場，吸引永磁 鐵7下移，從而壓迫永磁鐵7下方PDMS層發(fā)生形變，使儲(chǔ)液孔E排出一部分液體，推動(dòng)循環(huán) 腫瘤細(xì)胞流入收集通道中；當(dāng)分選時(shí)間達(dá)到電磁繼電器預(yù)設(shè)動(dòng)作時(shí)間后，電磁繼電器13斷 開，從而使電磁鐵12斷電，樣品恢復(fù)進(jìn)入樣品出口通道6及儲(chǔ)液孔F中，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)腫瘤 細(xì)胞的全自動(dòng)分選；
[0036] 本實(shí)用新型所述緩沖液為任意可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)方案的緩沖液，例如磷酸鹽緩沖 液或者硼酸鹽緩沖液。作為優(yōu)選技術(shù)方案，當(dāng)選用硼酸鹽緩沖液作時(shí)，硼酸鹽緩沖液的pH 值為8-9。
[0037] 制作PDMS微流控芯片Η的液體PDMS可以為任意可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型技術(shù)方案的材 料，例如Sylgardl84娃樹脂。
[0038] 以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用 新型的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種在微流控芯片上實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)分選循環(huán)腫瘤細(xì)胞的裝置，其特征在于： 包括PDMS微流控芯片（H)、與PDMS微流控芯片（H)封接為一體的玻璃底片（G)、直流 電源、電壓信號(hào)放大電路（9)以及電磁微閥結(jié)構(gòu)； 所述PDMS微流控芯片（H)包括儲(chǔ)液孔A至儲(chǔ)液孔F、檢測通道（8)、用于電滲輸運(yùn)細(xì)胞 的主通道（1)、分別與主通道（1)連通，用于改變主通道（1)內(nèi)樣品的流動(dòng)寬度，使樣品中的 待檢細(xì)胞依次通過檢測通道（8)的第一聚焦通道（2)和第二聚焦通道（3)、用于為收集其 它血細(xì)胞提供通道的樣品出口通道（6)、用于為收集循環(huán)腫瘤細(xì)胞提供通道的目標(biāo)細(xì)胞收 集通道（4)、用于為分選提供驅(qū)動(dòng)力通道的電磁分選通道（5);所述電磁分選通道（5)、樣品 出口通道（6)和目標(biāo)細(xì)胞收集通道（4)均通過檢測通道（8)與主通道（1)連通；所述儲(chǔ)液 孔A與主通道（1)連通，儲(chǔ)液孔B與第一聚焦通道（2)連通，儲(chǔ)液孔C與第二聚焦通道（3) 連通，儲(chǔ)液孔D與目標(biāo)細(xì)胞收集通道（4)連通，儲(chǔ)液孔E與電磁分選通道（5)連通，儲(chǔ)液孔 F與樣品出口通道（6)連通； 在上述儲(chǔ)液孔A至儲(chǔ)液孔F中均插入鉬電極，其中儲(chǔ)液孔A、儲(chǔ)液孔B和儲(chǔ)液孔C中的 鉬電極均與直流電源的正極相連；儲(chǔ)液孔D、儲(chǔ)液孔F中的鉬電極均通過一個(gè)電阻R與直流 電源負(fù)極相連，該電阻R兩端通過導(dǎo)線連接至電壓信號(hào)放大電路（9)的輸入端，電壓信號(hào)放 大電路（9)的輸出端連接至NI采集卡（10)輸入端，NI采集卡（10)輸出端連至處理終端 (11) ;NI米集卡（10)輸出端與一電磁繼電器（13)輸入控制端相連，電磁繼電器（13) -端 和直流電源的負(fù)極相連，另一端通過電磁微閥結(jié)構(gòu)和直流電源正極相連；當(dāng)循環(huán)腫瘤細(xì)胞 通過檢測通道（8)時(shí)，電阻R兩端電壓會(huì)發(fā)生改變，該變化的電壓信號(hào)被電壓信號(hào)放大電 路（9)檢測到；電壓信號(hào)經(jīng)電壓信號(hào)放大電路（9)放大后送至NI采集卡（10)和處理終端 (11)，處理終端（11)通過NI采集卡（10)繼而會(huì)發(fā)出相應(yīng)的電壓信號(hào)，使電磁繼電器（13) 閉合，從而使電磁微閥結(jié)構(gòu)壓迫其下方PDMS層發(fā)生形變，使儲(chǔ)液孔E排出一部分液體，推動(dòng) 循環(huán)腫瘤細(xì)胞流入目標(biāo)細(xì)胞收集通道（4)中； 當(dāng)分選時(shí)間達(dá)到電磁繼電器（13)預(yù)設(shè)動(dòng)作時(shí)間后，電磁繼電器（13)斷開，從而使電磁 微閥結(jié)構(gòu)斷電，樣品恢復(fù)進(jìn)入樣品出口通道（6)及儲(chǔ)液孔F中，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)腫瘤細(xì)胞的全 自動(dòng)分選。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在微流控芯片上實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)分選循環(huán)腫瘤細(xì)胞的裝置，其特 征在于：所述的電磁微閥結(jié)構(gòu)包括設(shè)置于儲(chǔ)液孔E上方的永磁鐵（7)以及貼附于儲(chǔ)液孔E 下方玻璃底片（G)上的電磁鐵（12);所述電磁鐵（12) -端與電磁繼電器（13)連接，另一端 與直流電源正極相連；當(dāng)循環(huán)腫瘤細(xì)胞通過檢測通道（8)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號(hào)并被 電壓信號(hào)放大電路（9)檢測到；電壓信號(hào)放大電路（9)將該電壓信號(hào)送至NI采集卡（10) 和處理終端（11)，處理終端（11)通過NI采集卡（10)發(fā)出相應(yīng)的電壓信號(hào)，使電磁繼電器 (13)閉合，從而使貼附于儲(chǔ)液孔E下方玻璃底片（G)上的電磁鐵（12)通電，電磁鐵（12)通 電后產(chǎn)生磁場，吸引儲(chǔ)液孔E上方的永磁鐵（7)下移，從而壓迫永磁鐵（7)下方的儲(chǔ)液孔E 的PDMS層發(fā)生形變，使儲(chǔ)液孔E排出一部分液體，推動(dòng)循環(huán)腫瘤細(xì)胞流入細(xì)胞收集通道（4) 中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在微流控芯片上實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)分選循環(huán)腫瘤細(xì)胞的裝置，其特 征在于：所述電壓信號(hào)放大電路（9)為AD620差分放大電路。
【文檔編號(hào)】C12M1/42GK203947103SQ201420391727
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】王琪, 宋永欣, 李夢琪 申請人:大連醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院, 大連海事大學(xué)