本技術(shù)涉及細(xì)胞檢測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種微流控細(xì)胞分離檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

1、細(xì)胞分離技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)研究、臨床診斷和治療中扮演著關(guān)鍵角色。隨著精準(zhǔn)醫(yī)療和單細(xì)胞分析的快速發(fā)展，高效、特異且保持細(xì)胞完整性的分離技術(shù)變得越來(lái)越重要。傳統(tǒng)的細(xì)胞分離方法主要包括密度梯度離心、磁活化細(xì)胞分選（macs）、熒光激活細(xì)胞分選（facs）和黏附分離法等。密度梯度離心利用細(xì)胞密度差異進(jìn)行分離，操作簡(jiǎn)單但分辨率有限；macs利用磁珠標(biāo)記特定細(xì)胞表面抗原，在磁場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)分離，特異性高但可能存在非特異性結(jié)合；facs是一種高通量、多參數(shù)的細(xì)胞分選技術(shù)，可以同時(shí)分析多個(gè)細(xì)胞特征，但設(shè)備昂貴，操作復(fù)雜；黏附分離法利用不同細(xì)胞對(duì)培養(yǎng)表面的黏附能力差異進(jìn)行分離，簡(jiǎn)單但特異性較低。除此之外，還有一些新興的細(xì)胞分離技術(shù)，如聲學(xué)分離和光學(xué)鑷子分離等。這些方法在實(shí)際應(yīng)用中各有優(yōu)缺點(diǎn)，研究者一直在尋求更加高效、特異且對(duì)細(xì)胞損傷更小的分離技術(shù)。目前，細(xì)胞分離技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)包括：如何在保持高分離效率的同時(shí)，最大限度地保持細(xì)胞活性和功能完整性；如何實(shí)現(xiàn)多種細(xì)胞類(lèi)型的同時(shí)分離；如何將細(xì)胞分離與后續(xù)分析（如pcr、測(cè)序等）無(wú)縫集成。此外，細(xì)胞分離技術(shù)還需要考慮樣本處理的自動(dòng)化、結(jié)果的可重復(fù)性和操作的簡(jiǎn)便性等因素。

2、中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利cn202121465016.1，提出了一種基于微流控芯片的多重免疫親和細(xì)胞捕獲裝置。該裝置由三個(gè)獨(dú)立的微流控腔體組成，每個(gè)腔體內(nèi)表面修飾不同的特異性抗體，用于捕獲不同類(lèi)型的目標(biāo)細(xì)胞。該專(zhuān)利存在以下缺點(diǎn)：

3、1.由于是陰選方式，只能篩選出一種細(xì)胞；

4、2.缺乏循環(huán)流動(dòng)機(jī)制，可能影響細(xì)胞與抗體的充分接觸；

5、3.沒(méi)有集成后續(xù)分子分析（如pcr）的能力，需要將捕獲的細(xì)胞轉(zhuǎn)移到其他設(shè)備進(jìn)行分析，增加了操作復(fù)雜性和樣本損失風(fēng)險(xiǎn)；

6、4.不具備原位pcr和檢測(cè)功能，需要額外的設(shè)備和步驟，增加了分析時(shí)間和成本；

7、5.難以實(shí)現(xiàn)對(duì)捕獲細(xì)胞的有效循環(huán)清洗，可能影響后續(xù)分析的準(zhǔn)確性；

8、6.沒(méi)有考慮到如何防止不同反應(yīng)區(qū)域之間的交叉污染問(wèn)題；

9、7.腔體設(shè)計(jì)限制了進(jìn)一步擴(kuò)展以捕獲更多種類(lèi)細(xì)胞的能力。

10、現(xiàn)有技術(shù)《study?of?flow?behaviors?on?single-cell?manipulation?andshear?stress?reduction?in?microfluidic?chips?using?computational?fluiddynamics?simulations》提出了一種集成式微流控裝置，用于循環(huán)腫瘤細(xì)胞(ctcs)的捕獲和后續(xù)的基因表達(dá)分析。該裝置結(jié)合了微流控免疫親和捕獲技術(shù)和原位rna分析功能，但該裝置具有以下缺點(diǎn)：

11、1.僅針對(duì)單一類(lèi)型的細(xì)胞（ctcs）進(jìn)行捕獲，難以同時(shí)分離多種細(xì)胞類(lèi)型；

12、2.缺乏有效的清洗步驟，可能影響后續(xù)基因表達(dá)分析的準(zhǔn)確性；

13、3.氣泡驅(qū)動(dòng)的微閥系統(tǒng)可能存在穩(wěn)定性問(wèn)題，影響液體控制的精確性；

14、4.芯片設(shè)計(jì)相對(duì)固定，難以根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)需求靈活調(diào)整；

15、5.沒(méi)有考慮到如何處理非特異性結(jié)合問(wèn)題，可能影響分析的特異性；

16、6.缺乏循環(huán)流動(dòng)機(jī)制，可能影響細(xì)胞與抗體的充分接觸；

17、7.直接在捕獲區(qū)域進(jìn)行細(xì)胞裂解可能導(dǎo)致非目標(biāo)rna的釋放，影響后續(xù)分析的特異性。

18、近年來(lái)，微流控技術(shù)的發(fā)展為細(xì)胞分離提供了新的思路和方法。微流控技術(shù)利用微米尺度通道中的流體力學(xué)特性，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞的精確操控和分離?；谖⒘骺丶夹g(shù)的細(xì)胞分離方法主要包括慣性微流控分離、聲學(xué)分離、介電泳分離和微流控免疫親和分離等。其中，慣性微流控分離利用微通道中的慣性力和二次流（也稱(chēng)迪恩二次流）的平衡，根據(jù)細(xì)胞大小實(shí)現(xiàn)分離；聲學(xué)分離使用聲波力場(chǎng)操控細(xì)胞；介電泳分離利用非均勻電場(chǎng)中細(xì)胞的極化效應(yīng)進(jìn)行分離；微流控免疫親和分離在微通道中修飾抗體，特異性捕獲目標(biāo)細(xì)胞。這些基于微流控技術(shù)的細(xì)胞分離方法具有操作簡(jiǎn)單、樣本消耗少、分離效率高等優(yōu)點(diǎn)，在眾多應(yīng)用場(chǎng)景中展現(xiàn)出比傳統(tǒng)方法更大的優(yōu)勢(shì)。在這一背景下，本技術(shù)提供了一種能夠克服現(xiàn)有技術(shù)局限性的新型細(xì)胞分離裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種微流控細(xì)胞分離檢測(cè)裝置，本實(shí)用新型的目的是提高多種細(xì)胞類(lèi)型的同時(shí)分離效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜生物樣本中不同目標(biāo)細(xì)胞的高效捕獲；增強(qiáng)細(xì)胞分離與后續(xù)分子分析的集成度，減少樣品轉(zhuǎn)移和處理步驟，降低樣品損失和污染風(fēng)險(xiǎn)；提升細(xì)胞捕獲的特異性和靈敏度，特別是針對(duì)低豐度細(xì)胞的富集和檢測(cè)；簡(jiǎn)化細(xì)胞分離和分子檢測(cè)的操作流程，提高實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)化程度和結(jié)果的可重復(fù)性；實(shí)現(xiàn)從細(xì)胞分離到核酸檢測(cè)的一體化操作，提高分析效率和準(zhǔn)確性；優(yōu)化樣品和試劑的使用效率，減少實(shí)驗(yàn)成本和資源消耗；增強(qiáng)設(shè)備的適應(yīng)性和靈活性，使其能夠適用于不同類(lèi)型的生物醫(yī)學(xué)研究和臨床診斷需求。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種微流控細(xì)胞分離檢測(cè)裝置，包括機(jī)箱，所述機(jī)箱上設(shè)置有分離單元、加熱單元、控制系統(tǒng)和熒光檢測(cè)模塊；所述加熱單元和熒光檢測(cè)模塊均與所述分離單元和所述控制系統(tǒng)電連接；

3、所述分離單元包括微流控芯片和芯片固定框架，所述微流控芯片嵌于所述芯片固定框架中；所述微流控芯片上設(shè)置有進(jìn)液通道、結(jié)合池和出液通道，所述結(jié)合池具有進(jìn)液側(cè)和出液側(cè)，所述進(jìn)液通道具有進(jìn)液口，所述進(jìn)液通道與所述結(jié)合池的進(jìn)液側(cè)對(duì)應(yīng)連通，所述出液通道具有廢液排出孔，所述出液通道與所述結(jié)合池的出液側(cè)對(duì)應(yīng)連通；

4、所述加熱單元包括加熱模塊，所述加熱模塊設(shè)置在所述芯片固定框架和所述結(jié)合池之間；

5、所述結(jié)合池設(shè)置有互相連通的多個(gè)分離反應(yīng)腔和礦物油加入孔。

6、進(jìn)一步的，所述進(jìn)液通道包括樣品進(jìn)液通道、清洗液進(jìn)液通道和pcr反應(yīng)液進(jìn)液通道；所述樣品進(jìn)液通道具有樣品加入孔，所述清洗液進(jìn)液通道具有清洗液加入孔，所述pcr反應(yīng)液進(jìn)液通道具有pcr反應(yīng)液加入孔；所述樣品進(jìn)液通道、所述清洗液進(jìn)液通道和pcr反應(yīng)液進(jìn)液通道匯合后與所述結(jié)合池的進(jìn)液側(cè)對(duì)應(yīng)連通。

7、進(jìn)一步的，所述樣品加入孔、清洗液加入孔、pcr反應(yīng)液加入孔和廢液排出孔均對(duì)應(yīng)設(shè)置有閥門(mén)。

8、進(jìn)一步的，所述結(jié)合池為環(huán)形。

9、進(jìn)一步的，所述結(jié)合池具有環(huán)形通道，所述環(huán)形通道的一側(cè)與進(jìn)液通道連通，所述環(huán)形通道的另一側(cè)與所述出液通道連通。

10、進(jìn)一步的，所述環(huán)形通道上還連接有壓電微泵，所述壓電微泵與所述控制系統(tǒng)電連接。

11、進(jìn)一步的，所述環(huán)形通道上設(shè)置有多個(gè)分離反應(yīng)腔，在所述環(huán)形通道的內(nèi)側(cè)設(shè)置有礦物油加入孔，所述礦物油加入孔連接有多條與所述環(huán)形通道連通的輸送通道。

12、進(jìn)一步的，所述環(huán)形通道上均勻設(shè)置有4個(gè)分離反應(yīng)腔。

13、進(jìn)一步的，所述礦物油加入孔連接有4條與所述環(huán)形通道連通的輸送通道。

14、進(jìn)一步的，所述加熱單元還包括溫控系統(tǒng)，所述溫控系統(tǒng)與所述加熱模塊連接，所述溫控系統(tǒng)設(shè)置在所述機(jī)箱內(nèi)，所述溫控系統(tǒng)還與所述控制系統(tǒng)電連接。

15、進(jìn)一步的，所述加熱模塊為蜂窩點(diǎn)狀。

16、進(jìn)一步的，所述機(jī)箱上還設(shè)置有與所述熒光檢測(cè)模塊配合的鎖扣。

17、進(jìn)一步的，所述芯片固定框架設(shè)置有凹部，所述微流控芯片固定于所述凹部中。

18、本實(shí)用新型一種微流控細(xì)胞分離檢測(cè)裝置，至少具有以下益效果：

19、1、通過(guò)將預(yù)混合不同標(biāo)記抗體輸送到環(huán)形結(jié)合池設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)多種細(xì)胞類(lèi)型的同時(shí)高效分離；通過(guò)環(huán)形結(jié)合池設(shè)計(jì)有環(huán)形通道，能夠允許樣品多次循環(huán)，顯著提高細(xì)胞捕獲效率，特別是對(duì)于低豐度細(xì)胞；通過(guò)環(huán)形通道上連接有壓電微泵，能夠延長(zhǎng)細(xì)胞在環(huán)形通道內(nèi)的流動(dòng)時(shí)間和清洗液在環(huán)形通道內(nèi)的清洗時(shí)間；

20、2、利用不同表達(dá)標(biāo)簽的抗體和設(shè)置在分離反應(yīng)腔內(nèi)預(yù)包埋的特異性捕獲抗體，大大提高了細(xì)胞分離的特異性；減少了非特異性結(jié)合，提高了分析結(jié)果的準(zhǔn)確性；

21、3、將細(xì)胞分離、清洗、pcr反應(yīng)和檢測(cè)集成在一個(gè)微流控裝置中，實(shí)現(xiàn)從樣品處理到結(jié)果分析的全流程一體化操作，顯著減少了樣品轉(zhuǎn)移步驟，降低了樣品損失和污染風(fēng)險(xiǎn)；集成化設(shè)計(jì)大大縮短了從樣品處理到結(jié)果獲取的時(shí)間，提高了實(shí)驗(yàn)效率，有利于快速診斷和研究進(jìn)展；

22、4、通過(guò)使用微流控控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高度自動(dòng)化的操作，減少人為誤差，提高實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性和可靠性，簡(jiǎn)化了操作流程，降低了對(duì)操作人員專(zhuān)業(yè)技能的要求；

23、5、通過(guò)使用精確控制的礦物油隔離，有效防止了多重pcr反應(yīng)中的交叉污染，在不影響pcr反應(yīng)的前提下，確保了多個(gè)反應(yīng)區(qū)域的獨(dú)立性；

24、6、原位pcr和實(shí)時(shí)熒光檢測(cè)系統(tǒng)提高了檢測(cè)的靈敏度，特別是對(duì)于稀有細(xì)胞的分析，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能夠提供更多動(dòng)態(tài)信息，有助于更深入的數(shù)據(jù)分析；

25、7、微流控設(shè)計(jì)顯著減少了樣品和試劑的使用量，降低了實(shí)驗(yàn)成本，特別適合珍貴或稀有樣本的分析；

26、8、該裝置設(shè)計(jì)允許根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)需求調(diào)整分離反應(yīng)腔的數(shù)量和配置，適用于多種類(lèi)型的細(xì)胞分離和分子檢測(cè)需求，具有廣泛的應(yīng)用前景；蜂窩點(diǎn)狀加熱模塊設(shè)計(jì)允許同時(shí)對(duì)多個(gè)分離反應(yīng)腔進(jìn)行獨(dú)立和精確的溫度控制，能夠根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)需求輕松調(diào)整加熱區(qū)域的數(shù)量和位置，無(wú)需更換硬件；

27、9、該裝置的高效性和精確性使其在臨床診斷、個(gè)性化醫(yī)療、藥物篩選等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，有助于推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)療和單細(xì)胞分析技術(shù)的發(fā)展。