CN111548912A - 一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，属于微流控技术领域。本发明的整合型微流控芯片包括从上至下依次连接的上层芯片、中层芯片和底层芯片，上层芯片内的第一微柱阵列实现对循环肿瘤细胞的一次捕获，中层芯片内设置的引流通道用于将血样从上层芯片引入底层芯片的中心，使血样呈放射状涌入U型微柱单元进行二次捕获，放射状分布的U型微柱单元使得流体通量非常大，血样流速快，捕获率高。本发明克服现有技术中微流控芯片通量较低、富集肿瘤细胞数量及纯度不够导致检测过程不够准确的不足，提供的整合型微流控芯片集捕获功能和孵育功能于一体化，且具有高通量和高捕获率。

Description

一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片

技术领域

本发明属于微流控技术领域，更具体地说，涉及一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片。

背景技术

癌症是威胁人类健康的第一大疾病。2018年全球新增1810万癌症病例，死亡人数达960万，2018年全球几乎一半的新发癌症病例及超过一半的癌症死亡病例都发生在亚洲，这是因为该地区有着全球几乎60％的人口。全球癌症病例迅猛增长之势使得如何缓解和治疗肿瘤已成为我国乃至世界人口生命与健康领域急待解决的重大问题。传统的治疗方法诸如手术切除、化疗、放射线治疗、免疫治疗、单克隆抗体治疗或其他方法成本高，给病人带来较大痛苦。而90％以上的肿瘤患者死于肿瘤的转移。循环肿瘤细胞(CTCs)是从实体瘤或转移灶脱落，进入外周血液循环的恶性肿瘤细胞，是肿瘤发生转移的必要前提。并且CTCs的数目与癌症的严重程度有着密切的联系。数量多，则意味着病情的加重，数量少，则意味着病情的减缓与好转。CTCs检测在新的肿瘤生物标志物的发现，肿瘤预后判断及个体化治疗方面存在很大的应用潜力。百万数以十亿的血细胞中仅有1～10个CTCs，CTCs的分离必须满足高捕获率，高纯度、高通量和高活性，进而满足临床的需求。

CellSearch是目前唯一应用于临床的通过美国食品和药品监督管理局(FDA)认证的CTCs检测技术。CellSearch系统通过连接了抗上皮细胞粘附分子抗体的磁珠和CTCs表面标志物的特异结合，达到捕获CTCs的目的。但该系统存在半自动化、成本高、效率不高的缺陷。微流控芯片是集样品制备、反应、分离、检测等在一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程，具有体积小，消耗试样和试剂少，分析速度高的特点，是一种非侵入性的新型诊断工具。现有的利用微流控芯片研究CTCs的捕获分离方法可分为两类：一类利用抗原抗体的特异性相结合的亲和性(Affinicity reaction)原理进行细胞的捕获与分离，在芯片的微通道或微结构上修饰能够与靶细胞表面抗原结合的特异性抗体或适配体如上皮粘附分子(EpCAM)。2007年来自美国的MassGeneral Hospital和Harvard Medical School的SunithaNagrath在Nature中报道了使用微柱的微流控芯片捕获CTCs。在载玻片尺寸的硅片上，排列了包被上皮粘附分子抗体的78000个微圆柱，病人的血样通入后，与表面密致支持物接触，碰撞。被EpCAM抗体高效捕获的细胞被确认为CTCs。

人类在45岁之前，超过90％的肿瘤均源于上皮细胞。但在不同的肿瘤细胞中，EpCAM的表达各有不同。而且当肿瘤细胞发生上皮间质转化(EMT)时，肿瘤细胞的EpCAM的表达降低。因此依赖于该方法捕获CTCs有可能会失去一部分不表达或低表达EpCAM的肿瘤细胞。另一类是依赖于物理特性比如大小尺寸形变性进行捕获的，利用CTCs比血细胞大且不易形变的特征，滤过血细胞。例如Abnova公司的ClearCell CXSystem就是基于大小形变的原理设计制造而成。三个间距为5微米的圆柱构成一个“爪形”结构，重复排列。捕获住肿瘤细胞，白细胞与红细胞则通过形变滤过。

为了提高循环肿瘤细胞的捕获率，发明人此前基于微流控技术设计一种双层微流控芯片，专利申请号：2019111984647，申请日：2019年11月29日，发明创造名称为：一种用于捕获循环肿瘤细胞的双层微流控芯片，该方案的双层微流控芯片包括上下对应设置且相互连通的上层芯片和下层芯片，上层芯片和下层芯片内均设有微柱阵列以实现对肿瘤细胞的多次捕获；且下层芯片内还设有碗形结构以聚集肿瘤细胞，当利用激光检测富集CTCs的特征光谱时信号增强，可以获得该肿瘤病人的肿瘤类型及基因蛋白质光谱特征，可以根据需求对循环肿瘤细胞的捕获方法进行结合选用，提高了CTCs的捕获率，避免个别肿瘤细胞被遗漏。

虽然该双层芯片能够结合多种捕获方法，并具有较高的循环肿瘤细胞捕获率，但是富集于碗形结构处的循环肿瘤细胞数量有限，且由于CTCs与白细胞的尺寸有重叠的部分，所以一部分CTCs可能会通过微柱间隙。因为经历了EMT的转变，所以漏掉的CTCs恶性程度更高，且容易破裂和纯度不高。而且该方案中的微流控芯片通量低，一旦通量提高，就可能漏掉一部分CTCs挤压通过微柱间隙。

1ml的血液中仅有1～10个肿瘤细胞却有10⁷个白细胞和10⁹个红细胞，如何检测到病人血样中的每一个肿瘤细胞有着重要的意义。这就要求近100％的捕获率，即高敏感性；高纯度，即分离到的CTCs没有血细胞，便于将捕获住的肿瘤细胞从微流控芯片上洗释下来作进一步的孵育与生物基因分析；高通量，临床使用的血样是7.5ml，而目前绝大多数芯片的流速是1ml/hr，远不能满足临床的需求。

综上所述，如何针对现有技术中微流控芯片通量较低、富集肿瘤细胞数量及纯度不够导致检测过程不够准确的不足，是现有技术亟需解决的技术难题。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明克服现有技术中微流控芯片通量较低、富集肿瘤细胞数量及纯度不够导致检测过程不够准确的不足，提供一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，上层芯片内实现对循环肿瘤细胞的一次捕获，中层芯片内将血样从上层芯片引入底层芯片的中心，使血样呈放射状涌入U型微柱单元进行二次捕获，流体通量非常大，血样流速快，循环肿瘤细胞捕获率高。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，包括从上至下依次连接的上层芯片、中层芯片和底层芯片，上层芯片上由内向外分别设有上层入口、第一通道和上层出口，第一通道内设有用于捕获循环肿瘤细胞的第一微柱阵列，相邻两个微柱之间的最小间距不大于8微米；中层芯片上设有引流通道，引流通道用于将第一通道中的血样引入底层芯片；底层芯片上由内向外分别设有连通引流通道的底层入口、用于孵育循环肿瘤细胞的第二通道、以及底层出口，第二通道内设有由内向外呈放射状分布的U型微柱单元，相邻两个U型微柱单元之间形成用于捕获循环肿瘤细胞的微流通道，该微流通道的宽度不大于5微米。

作为本发明更进一步的改进，在底层芯片上开设圆形凹槽形成第二通道，U型微柱单元沿圆形凹槽的周向等间距阵列分布，相邻两个U型微柱单元之间形成的微流通道宽度为5微米。

作为本发明更进一步的改进，U型微柱单元包括至少两个相对设置的椭圆形微柱，以及弧形微柱，椭圆形微柱相对底层入口设置，弧形微柱相对底层出口设置，椭圆形微柱与弧形微柱之间形成的间隙不大于5微米。

作为本发明更进一步的改进，U型微柱单元沿圆形凹槽的径向等间距阵列分布。

作为本发明更进一步的改进，第二通道与底层出口之间还设有第三通道。

作为本发明更进一步的改进，第一通道以上层入口为中心向外延伸形成螺旋形通道，上层出口与该螺旋形的第一通道末端连通。

作为本发明更进一步的改进，中层芯片上由外向内分别设置用于连通引流通道的中层入口和中层出口，中层入口与上层出口连通，中层出口与底层入口连通。

作为本发明更进一步的改进，引流通道为圆柱形通道，且该引流通道的宽度不小于100微米。

作为本发明更进一步的改进，第一微柱阵列位于上层入口的一端与第一通道外侧相贴合，第一微柱阵列位于上层出口的一端与第一通道内侧相贴合，第一微柱阵列与第一通道基本平行。

作为本发明更进一步的改进，第一微柱阵列包括内侧微柱和外侧微柱，内侧微柱和/或外侧微柱的横截面为多边形或弧形。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，包括从上至下依次连接的上层芯片、中层芯片和底层芯片，上层芯片内的第一微柱阵列实现对循环肿瘤细胞的一次捕获，中层芯片内设置的引流通道用于将血样从上层芯片引入底层芯片的中心，使血样呈放射状涌入U型微柱单元进行二次捕获，放射状分布的U型微柱单元使得流体通量非常大，血样流速快，循环肿瘤细胞捕获率高。

(2)本发明的一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，在底层芯片上开设圆形凹槽形成第二通道，U型微柱单元沿圆形凹槽的周向和径向分别等间距阵列分布，圆形凹槽形成的第二通道与放射状的U型微柱单元确保血样流动时的较小阻力，血样在芯片内快速高效地实现分离，同时圆形凹槽的设计也提高了血样检测通量，结合上层芯片的螺旋形第一通道，大大提高微流控芯片的测试通量，利用本发明的整合型微流控芯片，可快速完成7.5ml的临床血样检测。

(3)本发明的一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，U型微柱单元用于捕获孵育循环肿瘤细胞，得到的循环肿瘤细胞活性大，检测结果准确；本发明的微流控芯片在捕获循环肿瘤细胞的基础上，亦可实现循环肿瘤细胞捕获后的培养，从而使整合型微流控芯片集捕获功能和孵育功能于一体化。

附图说明

图1为本发明中上层芯片的结构示意图；

图2为本发明中第一微柱阵列(三角形微柱)的结构示意图；

图3为本发明中第一微柱阵列(正方形微柱与梯形微柱)的结构示意图；

图4为本发明中第一微柱阵列(半圆正方形微柱与正方形微柱)的结构示意图；

图5为本发明中中层芯片的结构示意图；

图6为本发明中底层芯片的结构示意图。

附图标记：

100、上层芯片；110、第一通道；111、上层入口；112、上层出口；113、第一通道内侧；114、第一通道外侧；120、第一微柱阵列；121、内侧微柱；122、外侧微柱；

200、中层芯片；210、引流通道；211、中层入口；212、中层出口；

300、底层芯片；310、第二通道；311、底层入口；312、底层出口；313、第三通道；320、U型微柱单元；321、弧形微柱；322、椭圆形微柱。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

结合图1和图6，本实施例的一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，包括从上至下依次连接的上层芯片100、中层芯片200和底层芯片300，上层芯片100上由内向外分别设有上层入口111、第一通道110和上层出口112，第一通道110内设有用于捕获循环肿瘤细胞的第一微柱阵列120，相邻两个微柱之间的最小间距不大于8微米；肿瘤细胞的尺寸介于10～20μm，红细胞4～6μm，白细胞7～12μm，相邻两个微柱之间最小尺寸小于肿瘤细胞的直径，在一次捕获时能够将肿瘤细胞和部分白细胞捕获住。

优选地，上层芯片100上设有三组第一通道110，各组第一通道110等距布置并共用一个上层入口111，上层入口111位于上层芯片100的中心处，各组第一通道110末端分别连通一个上层出口112，血样从中心处的上层入口111流入三组第一通道110，第一通道110内的第一微柱阵列120形成微流通道实现对循环肿瘤细胞的一次捕获；

具体地，第一微柱阵列120位于上层入口111的一端与第一通道外侧114相贴合，第一微柱阵列120位于上层出口112的一端与第一通道内侧113相贴合，第一微柱阵列120与第一通道110基本平行，血样从第一通道内侧113流向第一通道外侧114并穿过第一微柱阵列120，从而被第一微柱阵列120捕获。

为了便于检测，本实施例中三组第一通道110共用一个检测入口，血样从上层入口111呈放射状涌入各第一通道110，提高了测试通量和检测效率。

进一步地，结合图5，为了使底层芯片300中的血样也呈放射状涌入第二通道310，本实施例在上层芯片100和底层芯片300之间设置中层芯片200，中层芯片200上设有引流通道210，引流通道210用于将第一通道110中的血样引入底层芯片300。本实施例中中层芯片200上由外向内分别设置用于连通引流通道210的中层入口211和中层出口212，中层入口211与上层出口112连通，中层出口212与底层入口311连通。

具体地，本实施例中底层芯片300上由内向外分别设有连通引流通道210的底层入口311，用于孵育循环肿瘤细胞的第二通道310，以及底层出口312，第二通道310内设有由内向外呈放射状分布的U型微柱单元320，相邻两个U型微柱单元之间320形成用于捕获循环肿瘤细胞的微流通道，该微流通道的宽度不大于5微米。

优选的，本实施例中U型微柱单元320包括至少两个相对设置的椭圆形微柱322，以及弧形微柱321，椭圆形微柱322相对底层入口311设置，弧形微柱321相对底层出口312设置，椭圆形微柱322与弧形微柱321之间形成的间隙不超过5微米。具体在本实施例中，弧形微柱321长度为30微米、宽度为8微米，椭圆形微柱322的长轴为10微米，椭圆形微柱322与弧形微柱321之间的间距为5微米。

本实施例中椭圆形微柱322与弧形微柱321组成的U型微柱单元320，其开口相对底层入口311方向设置，且U型微柱单元320由内向外呈放射状分布，以使血样中的循环肿瘤细胞均匀分散地落入该U型微柱单元320的捕获腔内，进一步地，在后续细胞孵育过程中，向第二通道310内通入培养液，循环肿瘤细胞可以均匀分散地在U型微柱单元320的捕获腔内培养生长，且椭圆形微柱322与弧形微柱321边缘光滑，可以避免循环肿瘤细胞被刺破，提高循环肿瘤细胞的存活率。

本实施例的一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，血样经过上层芯片100中第一微柱阵列120的一次捕获后，被中层芯片200上的引流通道210引入底层芯片300的第二通道310内，循环肿瘤细胞在第二通道310内再经过一次物理特性的捕获，最终被捕获在U型微柱单元320的捕获腔内。

本实施例中U型微柱单元320呈放射形排列，血样从中心注入，沿径向流向出口，使得流体的通量非常大，血样流速快，捕获率高，而且捕获的肿瘤细胞的活性大，检测准确。

进一步地，亦可用导管将底层芯片300的底层入口311与上层芯片100的上层入口112相连，血样经上层芯片100捕获后富集，经导管被引入底层芯片300，循环肿瘤细胞被U型微柱单元320捕获，此时断开导管，将培养液从底层芯片300的底层入口311引入，即可培养捕获后的肿瘤细胞，以待分子基因学的分析与检测，给肿瘤病人提供治疗方案。

本实施例的一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，可实现7.5ml临床血样的检测，上层芯片100的三个第一通道110均匀分布，且上层芯片100的三个出口为中层芯片200的三个入口，中层芯片200三个宽度为100微米的引流通道210将第一层捕获后的血样引入中心位置处，进入底层芯片300；底层芯片300中的5微米微流通道将第一层捕获漏出的CTCs再次捕获住。

本实施例的微流控芯片将捕获、分离和富集循环肿瘤细胞集于一体，该芯片易于操作，不依赖于肿瘤细胞的标记物，不局限于肿瘤细胞是否表达上皮粘附分子(EpCAM)。其中，第一层用于捕获表达EpCAM的CTCs，恶性程度更高或者尺寸更小的CTCs易被漏走，经历EMT转变的肿瘤细胞在第三层被捕获。

本实施例中微流控芯片内的微柱阵列可以有效地实现尺寸的捕获，该微流控芯片亦可实现亲和性和物理尺寸相结合的捕获，具体地，在微通道内修饰上抗体或适配体，如三甲基硅氧烷(3mt)，偶联剂(GMBS)，亲和素(Ntra-aviden)，最后修饰上抗上皮粘附分子(anti-EpCAM)，当肿瘤病人血液流过微流通道时，肿瘤细胞的表面抗原与抗体结合，肿瘤细胞被捕获住，其他血细胞(白细胞与红细胞)流过通道，从出口处流走。

此外，还可以通过将一块磁性很强的永久性磁铁置于微流控芯片的下方，可在微流控芯片的表面产生强磁场，将循环肿瘤细胞包被具有磁性的免疫磁珠，在上层芯片100的入口处通入血样，血样在第一微柱阵列120形成的通道内流动时，一方面基于尺寸限制被微柱阵列捕获；另一方面，连接免疫磁珠而具有磁性的肿瘤细胞在强磁场的作用下，被吸附在微流控芯片的底部，该芯片即可实现表达EpCAM肿瘤细胞的尺寸与磁性的双重捕获。

最后，循环肿瘤细胞经过二次捕获后，移走磁铁使磁场消失，从出口处用培养液或缓冲液冲洗，即可将被捕获的肿瘤细胞冲洗下来，实现肿瘤细胞富集，以进行下一步的分子学检测。

实施例2

本实施例的一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，其结构与实施例1基本相同，优选的，为了实现高通量检测，本实施例中在底层芯片300上开设圆形凹槽形成第二通道310，U型微柱单元320沿圆形凹槽的周向等间距阵列分布，相邻两个U型微柱单元320之间形成的微流通道宽度为5微米。

进一步地，本实施例中U型微柱单元320沿圆形凹槽的径向等间距阵列分布，U型微柱单元320可用于孵育循环肿瘤细胞，即，本实施例的微流控芯片在捕获循环肿瘤细胞的基础上，亦可实现循环肿瘤细胞捕获后的培养，从而得到集捕获、孵育于一体化的整合型微流控芯片。本发明的整合型微流控芯片，圆形凹槽形成的第二通道310与放射状的U型微柱单元320确保血样流动时的较小阻力，血样在芯片内快速高效地实现分离，同时圆形凹槽的设计也提高了血样检测通量，7.5ml的临床血样检测可快速完成。

具体地，本实施例中将上层芯片100的上层入口111与底层芯片300的底层入口311用导管相连，闭合上层芯片100的两个上层出口112，用磷酸盐缓冲液PBS从另一上层出口112冲洗，即可洗释该微流通道内捕获的肿瘤细胞，同理可释放另外两通道内捕获的循环肿瘤细胞。释放的肿瘤细胞从中间的上层入口111流出，通过管道流入底层芯片300的底层入口311，在底层芯片300内再次实现捕获，断开连接导管，从底层芯片300的底层入口311注入培养液，即可实现捕获内肿瘤细胞的培养。

此外，本实施例中第二通道310与底层出口312之间还设有第三通道313，血样经三层芯片捕获后，汇集于第三通道313内并经底层出口312流出，第三通道313可用于缓冲血样流动时产生的阻力，也防止了血样进一步回流。同理，本实施例中最内侧的U型微柱单元320与底层入口311之间留有一段距离，其作用也是为了防止血样在底层入口311处受阻，产生倒流现象。

优选的，为了提高检测效率，本实施例中引流通道210为圆柱形通道，且该引流通道210的宽度不小于100微米，以便于血样经该引流通道210迅速流入底层芯片300进行再次捕获，并进行进一步地孵育培养。

实施例3

本实施例的一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，其结构与实施例1基本相同，进一步地，本实施例中第一通道110以上层入口111为中心向外延伸形成螺旋形通道，上层出口112与该螺旋形的第一通道110末端连通。

具体在本实施例中，三组螺旋形通道相互嵌套均匀分布在上层芯片100上，且本实施例中第一微柱阵列120距离第一通道内侧113和第一通道外侧114均为400微米，该螺旋形的第一通道110提高了微流控芯片的测试通量，从而满足临床7.5ml的血样检测需求。

实施例4

本实施例的一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，其结构与实施例1基本相同，进一步地，结合图2至图4，本实施例中第一微柱阵列120包括内侧微柱121和外侧微柱122，内侧微柱121和/或外侧微柱122的横截面为多边形或弧形。

本实施例中内侧微柱121和外侧微柱122的结构可有以下几种选择方式：

如图2所示，作为另一种实施方式，本实施例中内侧微柱121和外侧微柱122均为正三角形微柱，相邻两个正三角形微柱之间的最小间距为8微米，正三角形微柱的边长为100微米。

如图3所示，本实施例中内侧微柱121为正方形微柱，外侧微柱122为梯形微柱，相邻两个正方形微柱之间的间距为8微米，正方形微柱的边长为100微米，梯形微柱的两底边长分别为100微米、60微米，高为50微米，正方形微柱与梯形微柱形成的间隙通道宽度为8微米，8微米的捕获间隙通道可高效率地实现对循环肿瘤细胞的捕获。

如图4所示，作为另一种实施方式，本实施例中内侧微柱121可以为半圆正方形微柱，外侧微柱122为正方形微柱，半圆正方形微柱阵列的间距为8微米，半圆正方形与正方形微柱的间距也为8微米，正方形微柱以及半圆直径均为100微米。当血样通量较大、流速较快时，血样从第一通道内侧113涌入第一通道外侧114，半圆正方形的微柱设置于通道内侧，可以避免肿瘤细胞被刺破。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，其特征在于：包括从上至下依次连接的上层芯片(100)、中层芯片(200)和底层芯片(300)，所述上层芯片(100)上由内向外分别设有上层入口(111)、第一通道(110)和上层出口(112)，所述第一通道(110)内设有用于捕获循环肿瘤细胞的第一微柱阵列(120)，相邻两个微柱之间的最小间距不大于8微米；

所述中层芯片(200)上设有引流通道(210)，所述引流通道(210)用于将第一通道(110)中的血样引入底层芯片(300)；

所述底层芯片(300)上由内向外分别设有连通所述引流通道(210)的底层入口(311)、用于孵育循环肿瘤细胞的第二通道(310)、以及底层出口(312)，所述第二通道(310)内设有由内向外呈放射状分布的U型微柱单元(320)，相邻两个U型微柱单元(320)之间形成用于捕获循环肿瘤细胞的微流通道，该微流通道的宽度不大于5微米。

2.根据权利要求1所述的一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，其特征在于：在所述底层芯片(300)上开设圆形凹槽形成所述第二通道(310)，所述U型微柱单元(320)沿圆形凹槽的周向等间距阵列分布，相邻两个U型微柱单元(320)之间形成的微流通道宽度为5微米。

3.根据权利要求2所述的一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，其特征在于：所述U型微柱单元(320)包括至少两个相对设置的椭圆形微柱(322)，以及弧形微柱(321)，所述椭圆形微柱(322)相对底层入口(311)设置，所述弧形微柱(321)相对底层出口(312)设置，所述椭圆形微柱(322)与所述弧形微柱(321)之间形成的间隙不大于5微米。

4.根据权利要求2所述的一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，其特征在于：所述U型微柱单元(320)沿圆形凹槽的径向等间距阵列分布。

5.根据权利要求2所述的一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，其特征在于：所述第二通道(310)与所述底层出口(312)之间还设有第三通道(313)。

6.根据权利要求1所述的一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，其特征在于：所述第一通道(110)以所述上层入口(111)为中心向外延伸形成螺旋形通道，所述上层出口(112)与该螺旋形的第一通道(110)末端连通。

7.根据权利要求6所述的一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，其特征在于：所述中层芯片(200)上由外向内分别设置用于连通引流通道(210)的中层入口(211)和中层出口(212)，所述中层入口(211)与上层出口(112)连通，所述中层出口(212)与底层入口(311)连通。

8.根据权利要求1所述的一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，其特征在于：所述引流通道(210)为圆柱形通道，且该引流通道(210)的宽度不小于100微米。

9.根据权利要求1～8任一项所述的一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，其特征在于：所述第一微柱阵列(120)位于上层入口(111)的一端与第一通道外侧(114)相贴合，所述第一微柱阵列(120)位于上层出口(112)的一端与第一通道内侧(113)相贴合，所述第一微柱阵列(120)与第一通道(110)基本平行。

10.根据权利要求9所述的一种用于捕获、孵育循环肿瘤细胞的整合型微流控芯片，其特征在于：所述第一微柱阵列(120)包括内侧微柱(121)和外侧微柱(122)，所述内侧微柱(121)和/或所述外侧微柱(122)的横截面为多边形或弧形。

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