CN206132781U - 一种循环肿瘤细胞分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种循环肿瘤细胞分析仪，包括主机、液体控制系统、样品管、微流芯片、废液瓶和管线，所述主机上设置有试剂管座和芯片耦合器，所述试剂管座上放置有试剂管，所述芯片耦合器内放置有微流芯片；所述液体控制系统通过管线分别与试剂管、样品管和废液瓶相连接，所述样品管与微流芯片连接，所述微流芯片通过管线与废液瓶连接；所述的微流芯片包括上盖、下盖、硅胶膜和玻片，所述的硅胶膜贴合在玻片上、放置在上盖和下盖之间；所述硅胶膜贴合玻片的一面设置有甬道。本实用新型液体控制系统和微流芯片联合使用，具有有层次的鲱鱼骨型结构的硅胶膜和循环稀有细胞特异性结合的物质联合使用，大大提高了循环稀有细胞的捕获效率。

Description

一种循环肿瘤细胞分析仪

技术领域

本实用新型涉及一种循环肿瘤细胞分析仪，主要适用于循环稀有细胞的分选，属于体外诊断技术领域。

背景技术

循环肿瘤细胞分析仪为一种非侵入性系统，用于捕获、计数、分离和收集循环稀有细胞（Circulating Rare Cells, CRCs）。转化医学研究和临床研究的循环稀有细胞包括三个主要亚型，分别是循环肿瘤细胞（Circulating Tumor Cells, CTCs），循环干细胞（Circulating Stem Cells, CSCs），及循环胎儿细胞（Circulating Fetal Cells,CFCs）。通过标准化、GMP级的生物试剂分离循环稀有细胞，这样可获得高纯度和高活性的CRCs，用于下游蛋白表征，基因分析和细胞分析。有效的单细胞分离和收集，为CRCs在诊断和制药工业开辟了新的应用范围。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构设计合理、捕获效率高、分选效果好的循环肿瘤细胞分析仪。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该循环肿瘤细胞分析仪包括主机、液体控制系统、样品管、微流芯片、废液瓶和管线，其特征在于：所述的主机上设置有试剂管座和芯片耦合器，所述试剂管座上放置有试剂管，所述的芯片耦合器内放置有微流芯片；所述的主机上设置有液体控制系统，所述的液体控制系统通过管线分别与试剂管、样品管和废液瓶相连接，所述的样品管与微流芯片连接并且相互连通，所述的微流芯片通过管线与废液瓶连接；所述的微流芯片包括上盖、下盖、硅胶膜和玻片，所述的硅胶膜贴合在玻片上，所述的硅胶膜和玻片放置在上盖和下盖之间；所述硅胶膜贴合玻片的一面设置有甬道，甬道是硅胶膜上的凹陷结构。所述微流芯片的玻片和硅胶膜贴合的一面上包被有能和循环稀有细胞特异性结合的物质，用于捕获循环稀有细胞，主要是循环肿瘤细胞。

本实用新型所述的液体控制系统包括试剂输入阀、上样阀、废液排出阀、排气阀和注射泵；所述的试剂输入阀通过管线与试剂管连接，所述的上样阀通过管线与样品管连接，所述的废液排出阀通过管线与废液瓶连接，所述的排气阀与外部空气相通；所述的注射泵与上述四种阀连接。液体控制系统提高了整个仪器的自动化程度，方便清洗和上样检测。

本实用新型优选所述的试剂输入阀至少有两个，所述的试剂管至少有两个。试剂管和输入阀的数量可根据使用试剂的种类和成分改变，但是至少需要设置一种清洗试剂和一种检测试剂，因此试剂管和试剂输入阀均至少设置两个。实际应用中，可以是一个试剂管对应一个试剂输入阀，也可以是多个试剂管对应一个试剂输入阀；当多个试剂管对应一个试剂输入阀时，多个试剂管之间实际的切换可以通过另一套阀来实现。

本实用新型优选所述的甬道至少有两条。所述的甬道优选为一条分为两条、由两条分为四条、由四条分为八条，共八条通路，样本溶液在甬道中分流，充分与玻片上的与循环稀有细胞特异性结合的物质接触，提高了循环稀有细胞捕获效率。

本实用新型所述的甬道内有多个凸起，所述凸起的高度小于甬道的深度。凸起使样本流过甬道时增加了阻力，但不影响样本溶液向前流动。

本实用新型所述凸起的高度依液体流动方向逐渐增大。有层次的结构可达到梯度过滤的效果，减少了体积较大的目标细胞的流失。细胞团或体积大的细胞会被分步挡住，而循环稀有细胞的体积大于正常的血液细胞，并且会形成细胞团，这样的结构利于正常血液细胞通过，同时将循环稀有细胞拦截留在微流芯片中，和与循环稀有细胞特异性结合的物质协同作用，提高了循环稀有细胞捕获效率。

本实用新型所述的多个凸起均呈人字形，且方向一致、间距相等，呈规则排列。规则排列的人字形凸起共同构成鲱鱼骨型结构，利于样本溶液翻滚流动，充分与玻片上的循环稀有细胞捕获物质接触。

本实用新型所述的芯片耦合器设置有温度控制系统。温度控制系统可调节控制反应时的温度，有利于细胞的成功捕获和完整释放。所述的温度控制系统一般是在芯片耦合器的底部设置一块可调节温度的加热板。

本实用新型所述的主机上设置有排风扇。排风扇运转可以帮助主机散热，以便仪器正常运行。

本实用新型所述的主机上设置有数显屏。数显屏可显示温度和电压，便于反应过程的温度和液体流速的控制。

本实用新型所述的管线孔径很细小，形成微流，提高了细胞捕获效率。

本实用新型具有以下优点和效果：液体控制系统和微流芯片联合使用，具有有层次的鲱鱼骨型结构的硅胶膜和循环稀有细胞特异性结合的物质联合使用，大大提高了循环稀有细胞的捕获效率。本实用新型用于人外周血中稀有细胞的分离与鉴定，可得到高纯度和具活性的稀有细胞，应用于下游蛋白质表征、基因分析和细胞检测，联合检测结果具有疾病的诊断、预防、监护等临床辅助诊断作用。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型微流芯片的拆分结构示意图。

图3是本实用新型硅胶膜贴合玻片一面的结构示意图。

图4是图3其中一条甬道的A-A截面图。

图中：主机1，试剂管11，试剂管座12，芯片耦合器13，排风扇14，数显屏15；液体控制系统2，输入阀21，上样阀22，废液排出阀23，排气24，注射泵25；管线3，样品管4，微流芯片5，废液瓶6；硅胶膜51，玻片52，上盖53，下盖54；甬道511，凸起512。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步说明。

参见图1，本实施例包括：主机1，液体控制系统2，管线3，样品管4，微流芯片5，和废液瓶6。

在本实施例中，主机1上面设置有试剂管座12，试剂管座12上放置有三个试剂管11。主机1上还设置有芯片耦合器13，排风扇14和数显屏15；芯片耦合器13用于放置微流芯片5；排风扇14运转可以帮助主机1散热，以便仪器正常运行；数显屏15可显示温度和电压，便于反应过程的温度和液体流速的控制。

在本实施例中，液体控制系统2设置在主机1上，液体控制系统2包括两个输入阀21，一个上样阀22，一个废液排出阀23，一个排气阀24和一个注射泵25，注射泵25与上述五个阀连接，为液体流动提供动力；其中一个输入阀21与两个试剂管11通过管线3连接，这两个试剂管11用于盛放清洗试剂，一般是缓冲液和消毒酒精；另一个输入阀21与剩余的一个试剂管11通过管线3连接，这个试剂管11用于盛放检测试剂，一般是细胞染色前处理剂，用于染色前细胞的预处理；上样阀22与样品管4通过管线3连接，清洗和检测时，试剂管11、输入阀21、上样阀22和样品管4连通，形成一个通往微流芯片5的通路；废液排出阀23通过管线3与废液瓶6连接，用于排出液体控制系统2中的废液；排气阀24与外部空气连通，当液体控制系统2内产生气泡时，用于排出多余气体，会有少量液体一起排出，擦拭干净即可。

参见图2-4，在本实施例中，微流芯片5为四层结构，从上至下为上盖53、硅胶膜51、玻片52和下盖54，其中，硅胶膜51贴合在玻片52的上面，上盖53盖在下盖54上，形成一个空腔，硅胶膜51和玻片52放置在这个空腔内；硅胶膜51贴合玻片52的一面即硅胶膜51的下表面上有甬道511，甬道511为凹陷的条状结构，甬道511内有凸起512，凸起512的高度小于甬道511的深度；硅胶膜51为PDMS（聚二甲基硅氧烷）材料，甬道511和凸起512采用蚀刻工艺加工而成；玻片52贴合硅胶膜51的一面上包被有能和循环稀有细胞特异性结合的物质，在样本流经甬道511时，样本中的循环稀有细胞会被捕获留在微流芯片5中；残余的废液通过管线3流入废液瓶6。

在本实施例中，甬道511由一分二、由二分四、由四分八，共形成八条通路；八条通路中均有凸起512，且所有凸起512均呈人字形结构、方向一致、相邻间距相等，共同构成鲱鱼骨型结构；同时，依液体流动方向，凸起512的高度逐渐增加，形成一种有层次的鲱鱼骨型结构，可达到梯度过滤的效果，即细胞团或体积大的细胞会被分步挡住，而循环稀有细胞的体积大于正常的血液细胞，并且会形成细胞团，这样的结构利于正常血液细胞通过，同时将循环稀有细胞拦截留在微流芯片5中。

本实用新型的工作过程如下：

一、清洗

控制与盛放清洗试剂的试剂管11连接的输入阀21、上样阀22和注射泵25，使清洗试剂由试剂管11通过管线3流向样品管4，流过微流芯片5，最后通过管线3流到废液瓶6，两个试剂管的清洗试剂可通过阀来切换，如此往复，完成清洗。

二、检测

控制上样阀22和注射泵25，分离样品管4和微流芯片5，使样本倒吸入样品管4；再次连接样品管4和微流芯片5，控制上样阀22和注射泵25，使样本从样品管4流出并缓慢流过微流芯片5，最后通过管线3流到废液瓶6，循环稀有细胞被捕获和富集在微流芯片5中；控制与盛放细胞染色前处理剂的试剂管11连接的输入阀21、上样阀22和注射泵25，使细胞染色前处理剂通过管线3流向样品管4，流过微流芯片5，最后通过管线3流到废液瓶6，细胞染色预处理完成；取出微流芯片5，拆开上盖53和下盖54，分离硅胶膜51和玻片52，循环稀有细胞被固定在玻片52上，可进行后续染色观察和进一步分析。

本说明书中没有详细描述的部分均采用本领域技术人员所公知的结构和原理，均为现有技术。

通过上述描述，本领域的技术人员已能实施。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，只要其部件未明确说明具体规格的，则该部件可以为与其功能相适应的任何规格；同时，部件所取的名称也可以不同。凡依本实用新型构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。

Claims (10)

1.一种循环肿瘤细胞分析仪，包括主机、液体控制系统、样品管、微流芯片、废液瓶和管线，其特征在于：所述的主机上设置有试剂管座和芯片耦合器，所述试剂管座上放置有试剂管，所述的芯片耦合器内放置有微流芯片；所述的主机上设置有液体控制系统，所述的液体控制系统通过管线分别与试剂管、样品管和废液瓶相连接，所述的样品管与微流芯片连接并且相互连通，所述的微流芯片通过管线与废液瓶连接；所述的微流芯片包括上盖、下盖、硅胶膜和玻片，所述的硅胶膜贴合在玻片上，所述的硅胶膜和玻片放置在上盖和下盖之间；所述硅胶膜贴合玻片的一面设置有甬道，甬道是硅胶膜上的凹陷结构。

2.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞分析仪，其特征在于：所述的液体控制系统包括试剂输入阀、上样阀、废液排出阀、排气阀和注射泵；所述的试剂输入阀通过管线与试剂管连接，所述的上样阀通过管线与样品管连接，所述的废液排出阀通过管线与废液瓶连接，所述的排气阀与外部空气相通；所述的注射泵与上述四种阀连接。

3.根据权利要求2所述的循环肿瘤细胞分析仪，其特征在于：所述的试剂输入阀至少有两个；所述的试剂管至少有两个。

4.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞分析仪，其特征在于：所述的甬道至少有两条。

5.根据权利要求1或4所述的循环肿瘤细胞分析仪，其特征在于：所述的甬道内有多个凸起，所述凸起的高度小于甬道的深度。

6.根据权利要求5所述的循环肿瘤细胞分析仪，其特征在于：所述凸起的高度依液体流动方向逐渐增大。

7.根据权利要求5所述的循环肿瘤细胞分析仪，其特征在于：所述的多个凸起均呈人字形，且方向一致、间距相等，呈规则排列。

8.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞分析仪，其特征在于：所述的芯片耦合器设置有温度控制系统。

9.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞分析仪，其特征在于：所述的主机上设置有排风扇。

10.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞分析仪，其特征在于：所述的主机上设置有数显屏。