CN111592965A - 一种用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统及方法，包括微流控芯片(10)、粘弹性流体进样器(11)、样品进样器(12)、牛顿流体鞘液进样器(13)、摄影机(14)、第一收集机构(15)、第二收集机构(16)、第三收集机构(17)、第四收集机构(18)和计算机(19)，本发明实现了对多种细胞依据其尺寸特性进行二级分选和对在第一级分选出来的稀有细胞在流道截面中心的单一平衡位置聚焦；二级分选实现三种不同尺寸细胞的分离与收集；单一平衡位置聚焦提高计数检测的精确性，实现高精度检测。

Description

一种用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统及方法
技术领域
本发明涉及基于微流控芯片的生物粒子操控和检测领域，具体涉及一种集成鞘流分选技术和粘弹性惯性直流道聚焦技术以实现细胞多种尺寸分选和稀有细胞计数检测的微流控芯片系统。
背景技术
血液中的稀有细胞如循环肿瘤细胞(CTCs)具有重要的临床价值，对于循环肿瘤细胞的检测将有利于恶性肿瘤的早期诊断、化疗和疗效评估等。由于稀有细胞极低的含量，大大加大了对其计数和检测的难度，且目前常用的稀有细胞检测方法具有操作复杂和效率低下等缺点。故急需操作简单、操控精确的检测方法。此外，研究血液中其他细胞(如红细胞、白细胞和血小板)的相关参数对一些疾病(如糖尿病血管并发症、肝硬化、冠心病等)的诊断、治疗和预后评价具有重要意义。所以实现红/白细胞和血小板的分选将有利于对其各自参数的检测。
被动式操控微流控技术由于其无需借助外场力，具有成本低、操作简单等优点，同时其还继承了微流控技术的操控精确和效率高的优点，已成为一种较好的细胞聚焦分选检测方法。目前很多采用被动式操控的微流控芯片，只以稀有细胞作为分选目标，功能较为单一，若想进一步对样品中的红/白细胞和血小板进行分选，则需重复之前的粒子分选工作并重新依据分选粒子尺寸设计流道，大大降低了工作效率。此外，对于稀有细胞的计数检测，若在分选后直接进行，由于细胞很难保持单一位置聚焦，会出现细胞并排、多个细胞同时通过计数检测区域等问题，降低了细胞计数检测的精度。因此，解决以上问题对于有多种尺寸细胞分选需求和精确计数检测要求的工作具有重要意义。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统及方法，该系统集成了鞘流分选技术和粘弹性惯性直流道聚焦技术；实现了对多种细胞依据其尺寸特性进行二级分选和对在第一级分选出来的稀有细胞在流道截面中心的单一平衡位置聚焦；二级分选实现三种不同尺寸细胞的分离与收集；单一平衡位置聚焦提高计数检测的精确性，实现高精度检测。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统，包括微流控芯片、粘弹性流体进样器、样品进样器、牛顿流体鞘液进样器、摄影机、第一收集机构、第二收集机构、第三收集机构、第四收集机构和计算机，其中：
所述微流控芯片包括由上而下依次设置的流道层和基底层；所述流道层包括样品入口流道、第一鞘流入口流道、第一级分选流道、聚焦流道、双分流道、第二鞘液入口流道、第二级分选流道和突扩出口流道；所述样品入口流道进口端设置有样品入口，而出口端与所述第一鞘流入口流道的出口端相交共同汇入所述第一级分选流道；所述第一鞘流入口流道的进口端设置有第一鞘流入口；所述第一级分选流道具有两个出口流道，分别为下分支流道和上分支流道；所述下分支流道与所述聚焦流道相连；所述聚焦流道的出口端设置有第一流道出口；所述第二鞘液入口流道的进口端设置有第二鞘液入口，所述双分流道包括第一分支流道和第二分支流道，所述第一分支流道和第二分支流道的进口端均与上分支流道的出口端连接，所述第一分支流道的出口端、第二分支流道的出口端、第二鞘液入口流道的出口端相交共同汇入所述第二级分选流道，且所述第二鞘液入口流道位于第一分支流道和第二分支流道之间；所述第二级分选流道的出口端与突扩出口流道的进口端连接；所述突扩出口流道的出口端分别设置有第二流道出口、第三流道出口和第四流道出口，所述第三流道出口位于第二流道出口和第四流道出口之间；
所述第一鞘流入口流道与第一级分选流道在一条直线上，所述样品入口流道与第一鞘流入口流道之间的夹角为锐角；所述第一分支流道的出口端、第二分支流道的出口端的夹角为锐角；
所述粘弹性流体进样器通过第一微管与所述第一鞘流入口连接；所述样品进样器通过第二微管与所述样品入口连接；所述牛顿流体鞘液进样器通过第三微管与所述第二鞘液入口连接；所述第一收集机构通过第四微管与所述第一流道出口连接；所述第二收集机构通过第五微管与所述第三流道出口连接；所述第三收集机构通过第六微管与所述第二流道出口连接；所述第四收集机构通过第七微管与所述第四流道出口连接；所述摄影机通过数据线与所述计算机连接；所述摄影机位于所述聚焦流道的上方，且所述摄影机靠近所述第一流道出口。
优选的：所述聚焦流道是截面为正方形的直流道所述聚焦流道的截面面积大于所述下分支流道的截面面积。
优选的：所述聚焦流道的截面面积大于所述下分支流道的截面面积。
优选的：所述样品进样器中注入的是混合细胞的粘弹性流体；所述粘弹性流体进样器中注入的是聚氧化乙烯(PEO)溶液；所述牛顿流体鞘液进样器中注入的是磷酸盐缓冲液(PBS)或去离子水溶液。
优选的：所述第一鞘流入口流道内流体流速大于所述样品入口流道内流速。
优选的：所述第二鞘液入口流道内流体流速大于所述双分流道内流体流速。
优选的：所述下分支流道和上分支流道之间的夹角为锐角。
优选的：所述第一分支流道的进口端、第二分支流道的进口端的夹角为锐角。
一种用于细胞多种尺寸分选聚焦的微流控芯片的检测方法，包括以下步骤：
步骤，通过样品进样器将混合血液样品的样品流注入到样品入口流道，通过粘弹性流体进样器开始注入粘弹性溶液到第一鞘流入口，牛顿流体鞘液进样器开始注入牛顿流体到第二鞘液入口；
步骤，样品流和粘弹性溶液进入到第一级分选流道，样品流由于鞘流的作用被挤压至第一级分选流道的一侧，样品流中的细胞受到弹性力和惯性力以及由于样品流和粘弹性流体鞘液的鞘流流速不同产生的拖曳力的共同作用产生迁移，细胞所受力的大小与其尺寸成正比，稀有细胞由于受力较大会迁移至粘弹性溶液中，然后通过下分支流道进入聚焦流道，最后进入到第一收集机构中，稀有细胞在聚焦流道中受粘弹性效应和惯性效应的共同作用实现了流道中心单一平衡位置的聚焦，通过摄影机对聚焦流道中聚集后的稀有细胞进行记录，将记录的图片传至计算机，再通过计算机对稀有细胞分析计数处理；
步骤，在稀有细胞进入聚焦流道的同时，白/红细胞与血小板因未能进入粘弹性溶液，流经上分支流道和双分流道被输送至第二级分选流道，此时汇入通过第二鞘液入口进入的牛顿流体，但样品流由于鞘流的作用被挤压至第二级分选流道的两侧，白/红细胞由于受较大的弹性力、惯性力和拖曳力的共同作用从样品流迁移至牛顿流体中，而血小板仍留在样品流中，位于两侧的含有血小板的样品流通过第二流道出口、第四流道出口流进第三收集机构、第四收集机构中，含有白/红细胞的牛顿流体通过第三流道出口流进第二收集机构中，从而实现白/红细胞和血小板的分选以及对白/红细胞的洗涤。
本发明相比现有技术，具有以下有益效果：
样品流由于鞘流的作用被挤压至流道单侧，样品流中的细胞受到弹性力和惯性力以及由于样品流和鞘流流速不同产生的拖曳力的联合作用会产生迁移，细胞所受力的大小与其尺寸成正比，从而在第一级分选流道中实现稀有细胞与其他细胞的分离；然后稀有细胞通过下分支流道进入聚焦流道，在聚焦流道中，稀有细胞受粘弹性效应和惯性效应的共同作用实现在流道中心单一平衡位置的聚焦，解决了原本可能会出现的细胞并排、多个细胞同时通过计数检测区域等问题；最后通过高速摄影装置对流道中聚集后的稀有细胞进行图像采集分析处理，实现对稀有细胞精确的计数检测。在稀有细胞进入聚焦流道的同时，其他细胞通过上分支流道进入双分流道，流体通过双分流道进入第二级分选流道时被鞘流挤压至流道两侧，流体中较大尺寸的细胞受弹性力、惯性力和拖曳力的共同作用从粘弹性流体迁移至牛顿流体中，从而实现对较大尺寸细胞的分选与洗涤。
附图说明
图1为本发明能实现细胞多种尺寸分选和中心位置聚焦的微流控芯片检测系统示意图；
图2为本发明微流道芯片的结构示意图；
图3为本发明第一级分选流道入口结构及分选原理示意图；
图4为本发明第一级分选流道出口处实现分选示意图；
图5为本发明聚焦流道实现单一平衡位置的聚焦原理示意图；
图6为本发明第二级分选流道入口结构及分选原理示意图；
图7为本发明第二级分选流道出口处实现分选示意图；
图中：10、微流控芯片，11、粘弹性流体进样器，12、样品进样器，13、牛顿流体鞘液进样器，14、摄影机，15、第一收集机构，16、第二收集机构，17、第三收集机构，18、第四收集机构，19、计算机，101、流道层，102、基底层，111、第一微管，121、第二微管，131、第三微管，151、第四微管，161、第五微管，171、第六微管，181、第七微管，191、数据线，21、样品入口流道，22、第一鞘流入口流道，23、第一级分选流道，24、聚焦流道，25、双分流道，26、第二鞘液入口流道，27、第二级分选流道，28、突扩出口流道，211、样品入口，221、第一鞘流入口，231、下分支流道，232、上分支流道，241、第一流道出口，261、第二鞘液入口，281、第二流道出口，282、第三流道出口，283、第四流道出口，31、粘弹性溶液，32、样品流，33、稀有细胞，34、白/红细胞，35、血小板，41、牛顿流体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
一种用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统，如图1、2所示，包括微流控芯片10、粘弹性流体进样器11、样品进样器12、牛顿流体鞘液进样器13、摄影机14、第一收集机构15、第二收集机构16、第三收集机构17、第四收集机构18和计算机19。
如图2所示，所述微流控芯片10包括由上而下依次设置的流道层101和基底层102；微流控芯片10通过流道层101和基底层102由上而下封装制成；所述流道层101包括样品入口流道21、第一鞘流入口流道22、第一级分选流道23、聚焦流道24、双分流道25、第二鞘液入口流道26、第二级分选流道27和突扩出口流道28；所述样品入口流道21进口端设置有样品入口211，而出口端与所述第一鞘流入口流道22的出口端相交共同汇入所述第一级分选流道23；所述第一鞘流入口流道22的进口端设置有第一鞘流入口221，所述第一鞘流入口流道22内流体流速大于所述样品入口流道21内流速。
第一级分选流道23是截面为深宽比小于1的矩形直流道，所述第一级分选流道23具有两个出口流道，分别为下分支流道231和上分支流道232；所述下分支流道231与所述聚焦流道24相连；所述聚焦流道24是截面为正方形的直流道所述聚焦流道24的截面面积大于所述下分支流道231的截面面积，以降低流速。所述聚焦流道24的出口端设置有第一流道出口241。
所述第二鞘液入口流道26的进口端设置有第二鞘液入口261，所述双分流道25包括第一分支流道和第二分支流道，所述第一分支流道和第二分支流道的进口端均与上分支流道232的出口端连接，所述第一分支流道的出口端、第二分支流道的出口端、第二鞘液入口流道26的出口端相交共同汇入所述第二级分选流道27，且所述第二鞘液入口流道26位于第一分支流道和第二分支流道之间；所述第二鞘液入口流道26内流体流速大于所述双分流道25内流体流速。所述第二级分选流道27是截面为深宽比小于1的矩形直流道。
所述第二级分选流道27的出口端与突扩出口流道28的进口端连接；所述突扩出口流道28的出口端分别设置有第二流道出口281、第三流道出口282和第四流道出口283，所述第三流道出口282位于第二流道出口281和第四流道出口283之间；
所述第一鞘流入口流道22与第一级分选流道23在一条直线上，所述样品入口流道21与第一鞘流入口流道22之间的夹角为锐角；所述第一分支流道的出口端、第二分支流道的出口端的夹角为锐角；所述下分支流道231和上分支流道232之间的夹角为锐角。所述第一分支流道的进口端、第二分支流道的进口端的夹角为锐角。
所述粘弹性流体进样器11通过第一微管111与所述第一鞘流入口221连接；所述样品进样器12通过第二微管121与所述样品入口211连接；所述牛顿流体鞘液进样器13通过第三微管131与所述第二鞘液入口261连接；所述第一收集机构15通过第四微管151与所述第一流道出口241连接；所述第二收集机构16通过第五微管161与所述第三流道出口282连接；所述第三收集机构17通过第六微管171与所述第二流道出口281连接；所述第四收集机构18通过第七微管181与所述第四流道出口283连接；所述摄影机14通过数据线191与所述计算机19连接；所述摄影机14位于所述聚焦流道24的上方，且所述摄影机14靠近所述第一流道出口241。
所述样品进样器12中注入的是混合细胞的粘弹性流体；所述粘弹性流体进样器11中注入的是聚氧化乙烯PEO溶液；所述牛顿流体鞘液进样器13中注入的是磷酸盐缓冲液PBS或去离子水溶液。
一种用于细胞分选聚焦的微流控芯片的检测方法，包括以下步骤：
步骤1，通过样品进样器12将混合血液样品的样品流32注入到样品入口流道21，同时通过粘弹性流体进样器11开始注入粘弹性溶液31到第一鞘流入口221，牛顿流体鞘液进样器13开始注入牛顿流体41到第二鞘液入口261；
步骤2，样品流32和粘弹性溶液31进入到第一级分选流道23，样品流32由于鞘流的作用被挤压至第一级分选流道23的一侧，样品流32中的细胞受到弹性力和惯性力以及由于样品流和粘弹性流体鞘液的鞘流流速不同产生的拖曳力的共同作用产生迁移，细胞所受力的大小与其尺寸成正比，稀有细胞33由于受力较大会迁移至粘弹性溶液31中，然后通过下分支流道231进入聚焦流道24，最后进入到第一收集机构15中，稀有细胞33在聚焦流道24中受粘弹性效应和惯性效应的共同作用实现了流道中心单一平衡位置的聚焦，通过高速摄影机14对聚焦流道24中聚集后的稀有细胞进行记录，将记录的图片传至计算机19，再通过计算机19对稀有细胞分析计数处理；
步骤3，在稀有细胞33进入聚焦流道24的同时，白/红细胞34与血小板35因未能进入粘弹性溶液31，流经上分支流道232和双分流道25被输送至第二级分选流道27，此时汇入通过第二鞘液入口261进入的牛顿流体41，但样品流32由于鞘流的作用被挤压至第二级分选流道27的两侧，白/红细胞34由于受较大的弹性力、惯性力和拖曳力的共同作用从样品流32迁移至牛顿流体41中，而血小板35仍留在样品流32中，位于两侧的含有血小板35的样品流32通过第二流道出口281、第四流道出口283流进第三收集机构17、第四收集机构18中，含有白/红细胞34的牛顿流体41通过第三流道出口282流进第二收集机构16中，从而实现白/红细胞34和血小板35的分选以及对白/红细胞34的洗涤。
如图3所示，为第一级分选流道入口结构及分选原理示意图，第一级分选流道23中，样品流32被鞘流挤压至流道单侧，样品流中的细胞受指向壁面的剪切诱导惯性升力FL、指向流道中心的壁面诱导惯性升力FW、指向流道中心的弹性力FE和鞘液指向样品流的拖曳力FD的共同作用，由于细胞被挤压在靠近流道壁面处，所以弹性力FE和壁面诱导惯性升力FW较大，会将细胞推离壁面，且细胞所受力的大小与其尺寸成正比，故稀有细胞33具有较快的迁移速度，迁移至粘弹性溶液31中，白/红细胞34和血小板35仍停留在样品流32中，从而实现稀有细胞33与白/红细胞34和血小板35的分离。
如图4所示，为第一级分选流道出口处实现分选示意图，在第一级分选流道23末端出口处，稀有细胞33随鞘流进入下分支流道231，其他细胞随样品流进入上分支流道232，从而完成稀有细胞33的分选。
如图5所示，为聚焦流道实现单一平衡位置的聚焦原理示意图，稀有细胞33流经下分支流道231进入聚焦流道24，稀有细胞33受惯性升力和弹性力的共同作用迁移至合力为零平衡位置处，由于聚焦流道24是截面为正方形的直流道，故稀有细胞33可实现在流道中心线单一平衡位置的聚焦，避免了细胞并排、多个细胞同时通过计数检测区域的可能。随后通过高速摄影机14对流道中聚集后的稀有细胞进行记录，将记录的图片传至计算机19，再通过计算机19对稀有细胞分析计数处理。
如图6所示，为第二级分选流道入口结构及分选原理示意图，白/红细胞34和血小板35流经上分支流道232和双分流道25进入第二级分选流道27，由于鞘流的作用，细胞被挤压至流道两侧。细胞在壁面处受较大的弹性力FE和壁面诱导惯性升力FW以及较小的剪切诱导惯性升力FL和拖曳力FD，从而向流道中心迁移，当白/红细胞34穿过介质界面进入牛顿流体41中所受弹性力FE和拖曳力FD将会消失，白/红细胞34将只受惯性升力FW和FL迁移至合力为零的平衡位置处。而血小板35由于尺寸较小、受力较小，未能穿过介质界面进入牛顿流体41，从而实现白/红细胞34和血小板35的分离。
如图7所示，为第二级分选流道出口处实现分选示意图，血小板35留在样品流中分布在流道两侧，白/红细胞34在鞘流中靠近流道中心，当流体进入突扩出口流道28时，由于流道的拓宽和鞘流的流速较快，白/红细胞34和血小板35之间的距离将变大，随后流道两侧血小板35分别流入第二流道出口281和第四流道出口283，而白/红细胞34流入第三流道出口282，从而实现白/红细胞34和血小板35的分选以及对白/红细胞34的洗涤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统，其特征在于：包括微流控芯片(10)、粘弹性流体进样器(11)、样品进样器(12)、牛顿流体鞘液进样器(13)、摄影机(14)、第一收集机构(15)、第二收集机构(16)、第三收集机构(17)、第四收集机构(18)和计算机(19)，其中：
所述微流控芯片(10)包括由上而下依次设置的流道层(101)和基底层(102)；所述流道层(101)包括样品入口流道(21)、第一鞘流入口流道(22)、第一级分选流道(23)、聚焦流道(24)、双分流道(25)、第二鞘液入口流道(26)、第二级分选流道(27)和突扩出口流道(28)；所述样品入口流道(21)进口端设置有样品入口(211)，而出口端与所述第一鞘流入口流道(22)的出口端相交共同汇入所述第一级分选流道(23)；所述第一鞘流入口流道(22)的进口端设置有第一鞘流入口(221)；所述第一级分选流道(23)具有两个出口流道，分别为下分支流道(231)和上分支流道(232)；所述下分支流道(231)与所述聚焦流道(24)相连；所述聚焦流道(24)的出口端设置有第一流道出口(241)；所述第二鞘液入口流道(26)的进口端设置有第二鞘液入口(261)，所述双分流道(25)包括第一分支流道和第二分支流道，所述第一分支流道和第二分支流道的进口端均与上分支流道(232)的出口端连接，所述第一分支流道的出口端、第二分支流道的出口端、第二鞘液入口流道(26)的出口端相交共同汇入所述第二级分选流道(27)，且所述第二鞘液入口流道(26)位于第一分支流道和第二分支流道之间；所述第二级分选流道(27)的出口端与突扩出口流道(28)的进口端连接；所述突扩出口流道(28)的出口端分别设置有第二流道出口(281)、第三流道出口(282)和第四流道出口(283)，所述第三流道出口(282)位于第二流道出口(281)和第四流道出口(283)之间；
所述第一鞘流入口流道(22)与第一级分选流道(23)在一条直线上，所述样品入口流道(21)与第一鞘流入口流道(22)之间的夹角为锐角；所述第一分支流道的出口端、第二分支流道的出口端的夹角为锐角；
所述粘弹性流体进样器(11)通过第一微管(111)与所述第一鞘流入口(221)连接；所述样品进样器(12)通过第二微管(121)与所述样品入口(211)连接；所述牛顿流体鞘液进样器(13)通过第三微管(131)与所述第二鞘液入口(261)连接；所述第一收集机构(15)通过第四微管(151)与所述第一流道出口(241)连接；所述第二收集机构(16)通过第五微管(161)与所述第三流道出口(282)连接；所述第三收集机构(17)通过第六微管(171)与所述第二流道出口(281)连接；所述第四收集机构(18)通过第七微管(181)与所述第四流道出口(283)连接；所述摄影机(14)通过数据线(191)与所述计算机(19)连接；所述摄影机(14)位于所述聚焦流道(24)的上方，且所述摄影机(14)靠近所述第一流道出口(241)。
2.根据权利要求1所述用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统，其特征在于：所述聚焦流道(24)是截面为正方形的直流道所述聚焦流道(24)的截面面积大于所述下分支流道(231)的截面面积。
3.根据权利要求1所述用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统，其特征在于：所述聚焦流道(24)的截面面积大于所述下分支流道(231)的截面面积。
4.根据权利要求1所述用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统，其特征在于：所述样品进样器(12)中注入的是混合细胞的粘弹性流体；所述粘弹性流体进样器(11)中注入的是聚氧化乙烯溶液；所述牛顿流体鞘液进样器(13)中注入的是磷酸盐缓冲液或去离子水溶液。
5.根据权利要求1所述用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统，其特征在于：所述第一鞘流入口流道(22)内流体流速大于所述样品入口流道(21)内流速。
6.根据权利要求1所述用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统，其特征在于：所述第二鞘液入口流道(26)内流体流速大于所述双分流道(25)内流体流速。
7.根据权利要求1所述用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统，其特征在于：所述下分支流道(231)和上分支流道(232)之间的夹角为锐角。
8.根据权利要求1所述用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统，其特征在于：所述第一分支流道的进口端、第二分支流道的进口端的夹角为锐角。
9.一种基于权利要求1所述用于细胞分选聚焦的微流控芯片检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，通过样品进样器(12)将混合血液样品的样品流(32)注入到样品入口流道(21)，通过粘弹性流体进样器(11)开始注入粘弹性溶液(31)到第一鞘流入口(221)，牛顿流体鞘液进样器(13)开始注入牛顿流体(41)到第二鞘液入口(261)；
步骤2，样品流(32)和粘弹性溶液(31)进入到第一级分选流道(23)，样品流(32)由于鞘流的作用被挤压至第一级分选流道(23)的一侧，样品流(32)中的细胞受到弹性力和惯性力以及由于样品流和粘弹性流体鞘液的鞘流流速不同产生的拖曳力的共同作用产生迁移，细胞所受力的大小与其尺寸成正比，稀有细胞(33)由于受力较大会迁移至粘弹性溶液(31)中，然后通过下分支流道(231)进入聚焦流道(24)，最后进入到第一收集机构(15)中，稀有细胞(33)在聚焦流道(24)中受粘弹性效应和惯性效应的共同作用实现了流道中心单一平衡位置的聚焦，通过摄影机(14)对聚焦流道(24)中聚集后的稀有细胞进行记录，将记录的图片传至计算机(19)，再通过计算机(19)对稀有细胞分析计数处理；
步骤3，在稀有细胞(33)进入聚焦流道(24)的同时，白/红细胞(34)与血小板(35)因未能进入粘弹性溶液(31)，流经上分支流道(232)和双分流道(25)被输送至第二级分选流道(27)，此时汇入通过第二鞘液入口(261)进入的牛顿流体(41)，但样品流(32)由于鞘流的作用被挤压至第二级分选流道(27)的两侧，白/红细胞(34)由于受较大的弹性力、惯性力和拖曳力的共同作用从样品流(32)迁移至牛顿流体(41)中，而血小板(35)仍留在样品流(32)中，位于两侧的含有血小板(35)的样品流(32)通过第二流道出口(281)、第四流道出口(283)流进第三收集机构(17)、第四收集机构(18)中，含有白/红细胞(34)的牛顿流体(41)通过第三流道出口(282)流进第二收集机构(16)中，从而实现白/红细胞(34)和血小板(35)的分选以及对白/红细胞(34)的洗涤。
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