CN109946230A - 一种用于ctc高通量单细胞表型分析的微流控装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及微流控芯片检测技术领域，具体涉及一种用于CTCs分选、富集及单细胞分析的微流控装置。针对样品中CTCs中细胞浓度低、细胞表型高度差异及单细胞分析通量低和非系统自动化等因素，导致CTC表型分析难以临床应用的技术问题，本公开提供了一种对CTCs快速分选及高通量单细胞分析的微流控芯片装置，通过螺旋芯片及微柱阵列侧向流芯片完成对肿瘤细胞的分选、富集，经EpCAM和N‑cad标记后再次经微柱阵列芯片进行表型分析检测。对CTCs的操作全部在微纳尺度平台操作，最大程度的减少了CTCs丢失，具有集成度高、通量高、操作集成便捷、自动化的优势，是一种方便快捷、易于临床转化的液体活检新方法与新技术。

Description

一种用于CTC高通量单细胞表型分析的微流控装置

技术领域

本公开涉及微流控芯片检测技术领域，具体涉及一种系统集成的微流控芯片装置用于CTCs的快速分选和连续在线单细胞分析，特别用于血样中的全部CTCs无损失的获取和顺序地高通量单细胞分析。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

肿瘤的转移依赖于循环肿瘤细胞(CTCs)从原发瘤的释放，这些细胞会迁移至远端组织并形成二次肿瘤。CTCs携带了大量原发肿瘤的分子信息，并在血液循环中呈现动态变化，赋予CTCs不同的表型和功能。单纯的CTCs分选和计数不能够满足本公开对CTCs蕴含的肿瘤生物学的认知，分析CTCs内基因、蛋白等分子生物学信息，剖析CTCs复杂的表型变化对本公开认识肿瘤，探索肿瘤转移机理更具有意义。但是，直接研究血液样本中的CTCs有诸多挑战，首先CTCs在血液中十分稀少(十亿分之一)，虽然有很多CTCs分选和计数方法被发展，尤其是很多基于CTCs标志物亲和分离的方法，但是这些方法常常由于细胞表型变化伴随的标志物表达降低而遗漏细胞，且不利于捕获细胞的释放和进一步分析。因此，如何尽可能高通量分离并无遗漏地获取到血样中全部CTCs并方便用于下游分析仍是CTCs分析首要解决的难题；其次，由于CTCs细胞脱落的位置和在血液中经历的微环境不同导致CTCs分子表达和表型存在高度异质性。如作为上皮驱动肿瘤恶化的中心事件，CTCs细胞经历的上皮间质转化(EMT)过程会使细胞逐渐丢失上皮特性(如上皮标志物EpCAM、E-钙黏蛋白表达降低)，同时获得间质特性(间质标志物波形蛋白和N-钙黏蛋白表达升高)。并促使恶性细胞从原发癌上脱落，进而迁移和散布远端。对CTCs呈现的这种表型分化研究可以让本公开获取更多的关于CTCs与肿瘤进程尤其是肿瘤转移的关联。而在CTCs分析中，常用的群体细胞检测结果会用平均数据掩饰细胞异质性，不能反映CTCs的分化和分子表达差异。单细胞分析是进行细胞异质性研究的基础。而目前所报道的单细胞CTCs分析方法，如常用的单细胞基因测序、单细胞免疫荧光成像、单细胞RT-PCR分析和单细胞western Blot等，都需要对单细胞样品进行细致、精确的操作，导致了分析速度慢，且在样品处理中易造成细胞的遗失，限制了细胞高通量连续分析；造成了获取的数据有限。虽然单个CTCs的分子生物学分析能够呈现细胞的基因、RNA、蛋白和功能信息，但是少数几个CTCs分析结果仍具有片面性，需要综合大量CTCs单细胞分析数据形成对样品中整个CTCs群体的认知；此外，低通量、非系统自动化的操作限制了方法的临床推广应用。因此，这就要求建立分选和单细胞定量分析系统集成自动化程度高的CTCs单细胞表型分析方法。

基于芯片内微米级结构的设计和各种流体控制方法，微流控技术在流体样品处理和细胞操控方面具有很强的适应能力和出色的表现。其独特的性能非常契合肿瘤液体活检CTCs分析的要求。但是在快速连续的CTCs单细胞分析方面，受到稀有CTC的单细胞快速连续进样困扰，应用发展缓慢。

发明内容

综上可见，探索对CTCs的快速分选和连续在线单细胞表型剖析的集成微流控芯片装置具有重要意义，该装置具有通量高、操作集成便捷、自动化的优势，是一种方便快捷、易于临床转化的液体活检新方法与新技术。本公开目的旨在克服现有技术之不足，提供一种用于CTCs的无表型歧视的快速分选和连续在线单细胞分析的系统集成的微流控芯片装置，利用本公开技术方案可以方便地对血样中的全部CTCs无损失的获取，实现高通量的单细胞分析。

为了实现以上技术效果，本公开提供以下技术方案：

本公开第一方面，提供一种用于CTCs快速分选和连续在线单细胞分析的微流控芯片装置，该装置依照螺旋芯片、第一侧向流芯片、气泵管、第二侧向流芯片顺序连接；

其中，所述气泵管为培养管，用于收集CTCs加入探针孵育。

优选的，所述气泵管为具有两个通孔的培养管，其中一个通孔用于连接气泵使气泵中的气体进入培养管，另一个通孔与第二侧向流芯片连通使管中的样本进入第二侧向流芯片。

CTC的分选和纯化单元——螺旋流道和微柱结构芯片，以特定流速从样品入口往流道内注入样品，缓冲液入口通入缓冲液，样品中包括白细胞及稀有癌细胞，其中白细胞直径约8-12μm，而CTCs一般都比白细胞尺寸大很多。以人体乳腺癌细胞MCF-7为例，其直径为16-24μm。在直流道的情况下，由于抛物线形速度剖面，其中的粒子将受到指向壁面的剪切诱导惯性升力F_LS，而当粒子靠近壁面时会产生一个指向流道中心线的惯性升力F_LW，F_LS与F_LW共同构成了惯性升力F_L。在弯流道中，粒子受到Dean拽力F_DD的作用，Dean流大小与细胞尺寸呈正比。尺寸大的细胞在惯性升力FL及Dean拽力F_DD的共同作用下迁移至靠近流道内壁面的平衡位置，尺寸小的细胞会逐渐迁移至流道外壁面的平衡位置。

样品中的成分依据尺寸通过螺旋芯片进行初步分选，肿瘤细胞被初步分选保留进入微柱阵列的侧向流芯片中进行进一步的富集，随后将CTCs收集至气泵管中，再加入探针结合后，标记细胞与未标记的探针在第二侧向流芯片中被进一步分开后实现肿瘤细胞的连续的单细胞分析检测。

优选的，所述螺旋芯片为单螺旋芯片，具有若干螺旋的圆形通道、位于圆形螺旋通道中心的入口及通道末端的出口；所述入口为两个，分别为第一入口和第二入口，所述出口为两个，分别为第三出口及废液出口。

进一步优选的，所述螺旋圆形通道的完整螺旋数为2～4。

优选的，所述第一侧向流芯片为微柱阵列结构的侧向流芯片，具有两个入口及两个出口，分别为第四入口及第五入口、第六出口及第七出口。

进一步优选的，所述第三出口及第四入口通过管路连通。

微柱结构芯片是通过一排排交错排列的微柱阵列，依据细胞尺寸的不同发生连续的分离。DLD阵列允许小于临界尺寸的粒子穿越柱间间隙继续沿主流动方向运动，而大于临界尺寸的细胞在每一排处都会横向迁移至相邻的流线中，从而能沿着与主流动方向成一定角度的轨迹运动，实现两者的连续分离。本公开通过优化设计微柱的尺寸，间隔值，偏移值，微柱阵列的临界尺寸为12μm。通过微柱阵列的侧向流芯片单元，能够实现样品的体积浓缩和纯度提升。

进一步优选的，所述微柱阵列中微柱为圆柱形结构，水平截面圆形的直径为25～35μm。

进一步优选的，所述微柱阵列中微柱之间呈固定间距排列，各微柱在竖直方向的间距为25～35μm，水平方向间距为10～20μm。

进一步优选的，所述微柱阵列中，在水平截面方向，每一排微柱自入口一侧向出口一侧呈现一定角度的倾斜，相邻的四个微柱的中心连线为一个平行四边形。更进一步的，在水平截面上，靠近出口端微柱的最低点高于靠近入口端微柱最低点1.2～1.7μm。

本公开中采用的微柱阵列为一种从入口端向出口端逐渐倾斜、交错排列的阵列结构，经发明人研究发现，采用上述间距的阵列结构能够有效的保留绝大部分肿瘤细胞，将初步分选后的样品进行富集，减轻后期单细胞连续检测的压力，提高检测速度。

优选的，所述第七出口与气泵管通过管路连通。

优选的，所述气泵管中具有EpCAM和N-cad探针。

进一步优选的，所述荧光探针为FAM-EpCAM和Alex-647-N-cad。

优选的，所述第二侧向流芯片为微柱阵列结构的侧向流芯片，具有两个入口及两个出口，分别为第八入口及第九入口、第十出口及第十一出口。

进一步优选的，所述第二侧向流芯片微柱阵列结构与第一侧向流芯片微柱阵列结构相同。

进一步优选的，所述气泵管与第八入口连通。

将收集的CTCs与探针孵育后，为了避免传统离心方式，本公开将孵育后的样品直接通入微柱检测分析单元，依据芯片的临界尺寸，CTCs会逐渐偏移至检测通道，使用本公开中检测装置对单个细胞进行依次采集，未标记的探针从废液出口流出。

优选的，上述用于CTCs快速分选和连续在线单细胞分析的微流控芯片装置还具有检测装置，该检测装置为激光诱导的荧光装置，该荧光检测装置的记载于发明人的在先公开专利CN105738331A中。

本公开第二方面，提供一种分选肿瘤细胞的方法：将样品加入上述用于CTCs快速分选和连续在线单细胞分析的微流控芯片装置中。

优选的，上述方法具体步骤如下：样品经第二入口加入螺旋芯片，分选后的CTCs样品液经第三出口与第四入口之间的管路进入第一侧向流芯片，待第七出口样品流出收集至气泵管中，加入探针孵育一段时间后再经第八入口进入第二侧向流芯片，在第二侧向流芯片的检测位置对依次通过的单个细胞进行信号采集。

优选的，所述第一入口、第五入口及第九入口用于加入缓冲液；更进一步的，所述缓冲液为PBS缓冲液。

优选的，样品以90～110uL/min的速度通入螺旋芯片的第一入口。

样品在螺旋芯片中，肿瘤细胞及其它细胞依据细胞尺寸不同在螺旋流道中发生偏移，从而实现在不同的出口流出从而实现分离，发明人研究表明，上述速度条件能够为肿瘤细胞提供满足条件的初速度，实现肿瘤细胞和其他成分经过不同的出口进行分离。

优选的，第七出口的液体以25～35μL/min通过气泵通入第八入口。

优选的，缓冲液以720～780μL/min通入第二入口。

优选的，缓冲液以280～320μL/min通入第五入口。

优选的，缓冲液以80～100μL/min通入第九入口。

上述分离过程中，缓冲液同样为样品分离提供一定的动力，经发明人研究上述流速下的缓冲液能够实现样品中肿瘤细胞在芯片单元中的富集及分选。

优选的，该方法还包括收集第十出口的样品经上述检测装置进行检测。

优选的，所述样品还需要经过预处理，所述预处理方法如下：取抗凝血通过红细胞裂解液处理后，离心弃红色上清液，底部白色沉淀重新分散在PBS中得到所述样品。

本公开有益效果

1.本公开针对肿瘤细胞分选技术问题中CTCs细胞浓度低，难以表达肿瘤细胞分子表达差异及单细胞连续检测速度慢的技术问题，本公开提供了一种用于CTCs快速分选和连续在线单细胞分析的集成自动化的微流控芯片装置，依照螺旋芯片、第一侧向流芯片、气泵管、第二侧向流芯片顺序设置。通过螺旋芯片对样品中的肿瘤细胞及其他成分进行初步分选后再通过微柱阵列侧向流芯片进行富集和纯化，通过探针对细胞进行孵育后，标记后的肿瘤细胞在第二侧向流芯片的作用逐渐偏移至检测通道，实现了在单细胞水平对样品中CTCs的信号采集，实现单个CTCs的表型分析。在第二侧向流芯片中，有效去除未结合的荧光探针是至关重要的，因为它们可以由于强荧光背景而显着诱导检测灵敏度。在分析微芯片内，通过使用DLD分离未结合的荧光探针，然后直接进行在线检测。最大的创新点在于整个装置具有高度集成、自动化。

2.本公开针对肿瘤细胞不依照分子表达进行分选，选取了上皮标志物EpCAM、E-钙黏蛋白作为EMT表型分析蛋白，并对单个细胞EpCAM、N-cad表达进行了研究，并且能够明显的表达同种细胞系的细胞异质性，实时监控细胞表型变化，精确反应每个细胞的蛋白表达变化，并且可以指示肿瘤的发展程度。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为实施例1中系统集成的高通量单细胞分析血样中CTCs表型的微流控芯片装置图；

其中，A-Ⅰ为螺旋芯片，A-Ⅱ为第一侧向流芯片，A-Ⅲ为气泵管，A-Ⅳ为第二侧向流芯片；1为第一入口，2为第二入口，3为第三出口，4为第四入口，5为第五入口，6为第六出口，7为第七出口，8为第八入口，9为第九入口，10为第十出口，11为第十一出口。

图2为图1中A1螺旋芯片示意图；

图3为图1中A2或A4微柱阵列侧向流芯片示意图；

图4为单细胞水平EpCAM和N-cad的信号采集结果图；

其中，图4(a)为MCF-7(EpCAM⁺)细胞及Hela(EpCAM^-)细胞信号检测图；图4(b)为Hela(N-cad⁺)及MCF-10A(N-cad^-)细胞信号检测结果；图4(c)为SK-BR-3与FAM-EpCAM、Alex647-N-cad孵育后的双色荧光信号图。

图5为细胞膜蛋白定量分析标准曲线图；

其中，图5(a)显示了FITC标记EpCAM的荧光标准曲线；图5b显示了FITC标记N-cad的荧光标准曲线则；图5c为不同数量的偶联与PS偶联不同数量的EpCAM(N-cad)，加入FAM-EpCAM(Alex 647-N-cad)后所对应的单个检测PS微球的信号定量曲线。

图6为实施例1中MCF-7，SKBR-3，MDA-MB-435(H)，MDA-MB-231的定量分析图；

图7为实施例2中临床结肠癌病人CTCs单细胞分析结果图；

其中图7(a)为健康志愿者及患者血样中CTCs计数结果图；图7(b)为健康志愿者及患者血样中EpCAM/N-cad检测结果图；图7(c)为患者血样中EpCAM/N-cad检测结果图；图7(d)为不同分期患者血液中蛋白表达分布图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，针对样品中CTCs中细胞浓度低、及细胞表型存在高度差异及单细胞分选速度慢的技术问题，本公开提供了一种能够对CTCs进行快速分选及连续在线单细胞分析的微流控芯片装置，通过螺旋芯片及微柱阵列侧向流芯片完成对样品中肿瘤细胞的分选、富集作用，经EpCAM和N-cad荧光探针标记后再次通过微柱阵列侧向流芯片进行单细胞表型检测分析。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本公开的技术方案，下面结合附图对本公开作进一步说明。

利用本公开的集成化的CTCs分选及单细胞分析微流控芯片系统装置，如图1所示，本公开的微流控芯片系统装置包括螺旋芯片、第一侧向流芯片、气泵管、第二侧向流芯片检测芯片及检测装置。

如图2，3所示，所述芯片装置的螺旋芯片单元和微柱侧向流芯片单元的详细结构，有2个进样口，进口1通入缓冲液PBS，进口2是样品进样口，螺旋芯片单元有2个出口，其中侧内第三出口是CTCs的收集口，外侧出口4是废液出口，为了解决螺旋芯片单元产生的问题，本公开将螺旋芯片单元的第三出口与微柱侧向流芯片单元通过导管连接，进口5是缓冲液PBS进口，第三出口是初步分选，含有大量的PBS和一部分的白细胞，增大了后续分析压力，将初步分选的样品经过后续的侧向流芯片单元的浓缩和提纯，能得到纯度较高的CTCs样品。

如图4所示，在第七出口收集到的CTCs导入至气泵管中，加入分析探针与CTCs孵育，本公开将孵育后的样品直接通入第二微柱侧向流芯片单元中，标记的细胞会逐渐偏移至检测通道，利用自行搭建的仪器对单个细胞的信号进行依次有序的采集。本公开不采用传统的离心方式处理孵育后的样品，这样会在反复离心中丢失细胞，采用芯片的操作，能够有效避免细胞丢失和损伤。

本公开选用细胞膜蛋白EpCAM和N-cad分别作为肿瘤细胞EMT转化的上皮标志物和间质标志物。FAM标记的EpCAM适配体(FAM-EpCAM)，Alex 647标记的N-cad抗体(Alex 647-N-cad)用于识别膜蛋白EpCAM、N-cad并进行荧光传感。为了验证FAM-EpCAM、Alex 647-N-cad能够准确的识别和传感细胞膜蛋白EpCAM和N-cad，具有不同蛋白表达水平的细胞系MCF-7(EpCAM⁺)，Hela(EpCAM^-)与FAM–EpCAM孵育，Hela(N-cad⁺)和MCF-10A(N-cad^-)与Alex647-N-cad孵育，并分别被激光诱导荧光光谱检测。实验结果如图4a所示，MCF-7(EpCAM⁺)可产生与背景明显区分的单细胞荧光信号，而EpCAM阴性表达的Hela几乎没有被检出荧光信号。相似的，Hela(N-cad+)能够被检测到单细胞的荧光信号，而MCF-10A(N-cad-)则没有信号被检出(图4b)。这说明FAM-EpCAM，Alex 647-N-cad能够特异性的分别靶向细胞膜EpCAM、N-cad。本公开选择同时表达EpCAM和N-cad的细胞系SKBr-3与FAM-EpCAM、Alex647-N-cad孵育后进行激光诱导荧光检测。利用本公开自行搭建的多色荧光检测仪可同时检测到EpCAM和N-cad的双色荧光信号(图4c)。说明本公开的方法能够对单个细胞EMT表型进行分析。

为了精准定量分析单个细胞EpCAM、N-cad表达，本公开用表面偶联一定数量的EpCAM、N-cad的20m羧基化聚苯乙烯微球(PS-COOH)模拟细胞。微球表面偶联的蛋白的数量可以通过FITC标记蛋白的荧光标准曲线计算得到(图5)。偶联EpCAM和N-cad的PS微球可与FITC-EpCAM和Alex 647-N-cad结合。通过对单个微球进行激光诱导荧光检测，本公开可得到偶联不同数量蛋白的PS对应的不同荧光信号，并以此绘制标准曲线。以此为依据，通过单个细胞的荧光信号即可推算出其膜蛋白的表达量。图5a显示了FITC标记EpCAM的荧光标准曲线；图5b显示了FITC标记N-cad的荧光标准曲线则；图5c为不同数量的偶联与PS偶联不同数量的EpCAM(N-cad)，加入FAM-EpCAM(Alex 647-N-cad)后所对应的单个检测PS微球的信号定量曲线。

以此为依据，本公开定量分析了具有不同表型的乳腺癌细胞系MCF-7，MDA-MB-231，MDA-MB-435(H)，SK-BR-3表面EpCAM和N-cad表达。如图6所示，本公开将乳腺癌细胞系与FITC-EpCAM和Alex 647-N-cad孵育后通入分析芯片去除未标记的探针并进行单个细胞EpCAM和N-cad同时激光诱导荧光检测，结果示于图4d。数据显示MCF-7，一种典型的上皮细胞，其EpCAM的表达量最高，N-cad的表达量最低；相对地，MDA-MB-435(H)，一种典型的间质细胞，其EpCAM的表达量最低，N-cad的表达量最高。同时具有上皮间质表型的SKBR-3则具有中等程度EpCAM和N-cad表达。此外，即使同种细胞系，每个细胞的蛋白表达都呈现了明显的细胞异质性。本公开所建立的单细胞定量的方法可以非常精准的反映每个细胞的蛋白表达变化，区分单细胞上皮间质表型差异，可为定量分析肿瘤细胞的EMT进程提供有效方法。

实施例1

如图1所示，利用本公开的集成化的微流控装置，对不同临床分期的结肠直癌病人进行单细胞表型分析。首先，取新鲜抗凝血5mL，通过红细胞裂解液处理后，离心弃红色上清液，底部白色沉淀重新分散在5mL PBS中，样品以100uL/min通入螺旋芯片单元的第一入口，鞘流液PBS以750uL/min通入第二入口，在螺旋芯片单元的出口处，内第三出口通过导管连接到微柱芯片单元的第四入口，外侧出口是废液出口，缓冲液PBS以300uL/min通入微柱芯片单元的第五入口，肿瘤细胞经过微柱的侧向偏移，能够进一步浓缩液体，提高肿瘤细胞的纯度。微柱芯片的第六出口是废液出口，第七出口是肿瘤细胞的收集口，将分选得到的肿瘤细胞收集在气泵管中，加入本公开的所需要的探针(FAM-EpCAM和Alex-647-N-cad)进行孵育一个小时后，以30uL/min通过气泵通入侧向流检测芯片单元的第八入口，缓冲液PBS以90uL/min通入芯片第九入口，检测器在芯片的检测口位置10进行对单个细胞依次信号收集。

实施例2

利用所建立的集成芯片装置对血样进行CTCs计数和表型分析。作为对照，选择9名健康捐献者收集的血液也被用相同的方法进行了分析。从检测的结果来看(图7a)，病人血样中CTCs的数量与肿瘤分期具有密切关联。临床2期至4期肿瘤患者的CTCs平均数量分别为55，125和199，而对照组被检出的CTCs数量均少于20个。此外，本公开发现，随着肿瘤程度的加剧，CTCs中EpCAM表达降低，N-cad表达升高(图7b，c)，说明更多的CTCs处于转移能力和侵袭能够更高的间质表型，意味着更强肿瘤的转移能力。不同分期病人CTCs两种蛋白表达在图7c中有明显位置分布差异，说明CTCs表型与疾病的分期具有相关性，可用作肿瘤进展评估的指标。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于CTCs快速分选和连续在线单细胞分析的集成的微流控芯片装置，其特征在于，所述装置依次设置分选和富集芯片、气泵管、第二侧向流芯片顺序设置，顺序连接；其中，所述气泵管为培养管，用于收集CTCs加入探针孵育；优选的，所述气泵管为具有两个通孔的培养管，其中一个通孔用于连接气泵使气泵中的气体进入培养管，另一个通孔与第二侧向流芯片连通使管中的样本进入第二侧向流芯片。

2.如权利要求1所述的微流控芯片装置，其特征在于，所述螺旋流道为单螺旋，具有若干螺旋的矩形通道、位于螺旋通道中心的入口及通道末端的出口；所述入口为两个，分别为第一入口和第二入口，所述出口为两个，分别为第三出口及废液出口；优选的，所述螺旋圆形通道的完整螺旋数为2～4。

3.如权利要求1所述的微流控芯片装置，其特征在于，所述第一侧向流单元为微柱阵列结构的侧向流芯片，具有两个入口及两个出口，分别为第四入口及第五入口、第六出口及第七出口；所述第三出口及第四入口直接连通；所述微柱阵列中微柱为圆柱形结构，水平截面圆形的直径为25～35μm；所述微柱阵列中微柱之间呈固定间距排列，各微柱在竖直方向的间距为25～35μm，水平方向间距为10～20μm；所述微柱阵列中，水平方向的每一排微柱自入口一侧向出口一侧具有一定角度的倾斜，靠近出口端微柱的最低点高于靠近入口端微柱最低点1.2～1.7μm。

4.如权利要求1所述的微流控芯片装置，其特征在于，所述第七出口与气泵管通过管路连通，或所述气泵管中具有EpCAM和N-cad探针。

5.如权利要求1所述的微流控芯片装置，其特征在于，所述第二侧向流芯片单元为微柱阵列结构的侧向流芯片，具有两个入口及两个出口，分别为第八入口及第九入口、第十出口及第十一出口；优选的，所述第二侧向流芯片微柱阵列结构与第一侧向流芯片微柱阵列结构相同；优选的，所述气泵管与第八入口连通。

6.如权利要求1所述的微流控芯片装置，其特征在于，所述用于CTCs快速分选和连续在线单细胞分析的微流控芯片装置还具有检测装置，该检测装置为激光诱导的荧光装置。

7.一种分选肿瘤细胞的方法，其特征在于，将样品加入权利要求1-6任一项所述的微流控芯片装置中；优选的，具体方法步骤如下：将样品经第二入口加入螺旋流道，分离后的CTCs样品液经第三出口直接进入第四入口进入第一侧向流芯片，待第七出口液体流出，加入气泵管中孵育一段时间后再经第八入口进入第二侧向流芯片，在第二侧向流的检测点采集单细胞信号；优选的，所述第一入口、第五入口及第九入口用于加入缓冲液；更进一步的，所述缓冲液为PBS缓冲液。

8.如权利要求7所述的分选肿瘤细胞的方法，其特征在于，所述样品以90～110uL/min的速度通入螺旋芯片的第一入口，或第七出口的液体以25～35uL/min通过气泵通入第八入口。

9.如权利要求7所述的分选肿瘤细胞的方法，其特征在于，所述缓冲液以720～780uL/min通入第二入口，或缓冲液以280～320uL/min通入第五入口，或缓冲液以80～100uL/min通入芯片第九入口。

10.如权利要求7所述的分选肿瘤细胞的方法，其特征在于，所述方法还包括收集第十出口的样品经上述检测装置进行检测。