循环肿瘤细胞检测与分选装置及其制作方法.pdf

《循环肿瘤细胞检测与分选装置及其制作方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《循环肿瘤细胞检测与分选装置及其制作方法.pdf（15页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010515908.1 (22)申请日 2020.06.09 (71)申请人 东南大学 地址 211189 江苏省南京市江宁区东南大 学路2号 (72)发明人 倪中华项楠朱树 (74)专利代理机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 代理人 徐红梅 (51)Int.Cl. C12M 1/42(2006.01) C12M 1/34(2006.01) C12M 1/36(2006.01) C12M 1/04(2006.01) C12M 1/00(2006.01) 。

2、B01L 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种循环肿瘤细胞检测与分选装置及其制 作方法 (57)摘要 本发明公开了一种循环肿瘤细胞检测与分 选装置及其制作方法， 该装置的分选层分别通过 上连接层和下连接层与上检测层和下检测层连 通， 下检测层还与形变层和控制层相连通； 含有 白细胞与循环肿瘤细胞的样本液经由上连接层 流入分选层， 并在分选层内受上检测层和下检测 层上的金属电极以及控制层气体压力的影响， 当 检测出循环肿瘤细胞时， 使循环肿瘤细胞经过上 连接层和上检测层被分选至收集循环肿瘤细胞 的收集管， 当检测出白细胞时， 使白细胞依次经 下连接层、 下检测层、 形变层和控制层被。

3、分选至 收集白细胞的收集管。 本发明能够在检测循环肿 瘤细胞与白细胞的同时， 通过控制流阻实现此两 种细胞的非标记分选， 在癌症诊断与治疗等领域 具有广泛的应用价值。 权利要求书3页 说明书6页 附图5页 CN 111748467 A 2020.10.09 CN 111748467 A 1.一种循环肿瘤细胞检测与分选装置， 其特征在于， 该装置由上至下依次包括上检测 层(1)、 上连接层(2)、 分选层(3)、 下连接层(4)、 下检测层(5)、 形变层(6)和控制层(7)， 各层 之间通过定位安装孔固定连接， 其中， 上检测层(1)和下检测层(5)上均设置有金属电极， 上 检测层(1)与分选。

4、层(3)通过上连接层(2)进行连通， 下检测层(5)与分选层(3)通过下连接 层(4)进行连通， 下检测层(5)还与形变层(6)和控制层(7)相连通； 含有白细胞与循环肿瘤 细胞的样本液经由上连接层(2)流入分选层， 并在分选层内受上检测层(1)和下检测层(5) 上的金属电极以及控制层气体压力的影响， 当检测出循环肿瘤细胞时， 使循环肿瘤细胞经 过上连接层(2)和上检测层(1)被分选至收集循环肿瘤细胞的收集管， 当检测出白细胞时， 使白细胞依次经下连接层(4)、 下检测层(5)、 形变层(6)和控制层(7)被分选至收集白细胞 的收集管。 2.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞检测与分选装置， 其。

5、特征在于， 上检测层(1)上 设置有第一样本液入口(11)、 第一循环肿瘤细胞出口(12)和第一金属电极通道(13)， 其中， 第一金属电极通道(13)的末端与上连接层相连的一侧开孔， 第一金属电极通道(13)内插入 金属电极并使用密封胶密封。 3.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞检测与分选装置， 其特征在于， 上连接层(2)设 置有第二样本液入口(21)、 第二循环肿瘤细胞出口(22)和第一金属电极通孔(23)， 其中， 第 二样本液入口(21)与上检测层(1)上的第一样本液入口(11)相连通， 第二循环肿瘤细胞出 口(22)与第一循环肿瘤细胞出口(12)相连通， 第一金属电极通孔(23)与。

6、上检测层(1)上的 第一金属电极通道(13)末端的开孔相连通。 4.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞检测与分选装置， 其特征在于， 分选层(3)上设 置有第三样本液入口(31)、 正弦聚焦流道(32)、 直流道(33)、 第一白细胞流道(34)、 第一白 细胞出口(35)、 循环肿瘤细胞流道(36)和第三循环肿瘤细胞出口(37)， 其中， 第三样本液入 口(31)与正弦聚焦流道(32)相连通， 正弦聚焦流道(32)与直流道(33)相连通， 直流道(33) 分成两路， 一路与第一白细胞流道(34)相连通， 且第一白细胞流道(34)的末端与第一白细 胞出口(35)相连通， 另一路与循环肿瘤细胞流道。

7、(36)相连通， 且循环肿瘤细胞流道(36)末 端与第三循环肿瘤细胞出口(37)相连通； 第三样本液入口(31)通过上连接层(2)上的第二 样本液入口(21)与上检测层(1)上的第一样本液入口(11)相连通， 第三循环肿瘤细胞出口 (37)通过上连接层(2)上的第二循环肿瘤细胞出口(22)与上检测层(1)上的第一循环肿瘤 细胞出口(12)相连通， 直流道(33)靠近正弦聚焦流道(32)的附近开一个全部贯穿的通孔， 并通过该通孔分别与上连接层(2)上的第一金属电极通孔(23)和下连接层(4)上的第二金 属电极通孔(41)相连通。 5.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞检测与分选装置， 其特征在于，。

8、 下连接层(4)设 置有第二金属电极通孔(41)和第二白细胞出口(42)， 其中， 第二金属电极通孔(41)与分选 层(3)上的直流道(33)相连通， 第二白细胞出口(42)与第一白细胞出口(35)相连通。 6.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞检测与分选装置， 其特征在于， 下检测层(5)设 置有第二金属电极通道(51)、 白细胞入口(52)、 第二白细胞流道(53)和第三白细胞出口 (54)， 其中， 第二白细胞流道(53)的两端分别与白细胞入口(52)和第三白细胞出口(54)相 连通， 白细胞入口(52)与下连接层(4)的第二白细胞出口(42)相连通， 第二金属电极通道 (51)的末端与下。

9、连接层(4)的第二金属电极通孔(41)相连通， 第二金属电极通道(51)内插 权利要求书 1/3 页 2 CN 111748467 A 2 入金属电极， 且第二金属电极通道(51)的末端在与下连接层相连的一侧开孔。 7.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞检测与分选装置， 其特征在于， 形变层(6)设置 有第四白细胞出口(61)， 其中， 形变层(6)直接将下检测层(5)的白细胞入口(52)、 第二白细 胞流道(53)的一侧密封， 第四白细胞出口(61)与下检测层(5)的第三白细胞出口(54)相连 通。 8.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞检测与分选装置， 其特征在于， 控制层(7)上设 置有控制。

10、气体入口(71)、 控制气体通道(72)、 第五白细胞出口(73)和控制气体出口(74)， 其 中， 形变层(6)将控制层(7)的控制气体通道(72)的一侧密封在一起， 控制气体通道(72)两 端分别与控制气体入口(71)和控制气体出口(74)相连通， 第五白细胞出口(73)与形变层 (6)的第四白细胞出口(61)相连通， 控制气体通道(72)与上方的形变层(6)、 下检测层(5)的 第二白细胞流道(53)共同构成流阻调节结构。 9.根据权利要求1所述的循环肿瘤细胞检测与分选装置， 其特征在于， 上检测层(1)、 分 选层(3)、 下检测层(5)、 形变层(6)、 控制层(7)为聚二甲基硅氧烷。

11、PDMS、 硅胶、 塑料、 玻璃中 的一种或几种， 上连接层(2)和下连接层(4)为双面胶。 10.权利要求1-9任一项所述循环肿瘤细胞检测与分选装置的制作方法， 其特征在于， 包括以下步骤： (S1)制备上检测层(1)、 分选层(3)和下检测层(5)； 上检测层(1)、 分选层(3)和下检测层(5)均为三片式结构， 中间为硅胶， 上下两片为PVC 塑料； 制作时， 先选取两片PVC塑料基底和一片硅胶材料基底， 然后分别用激光器刻出上检测 层(1)、 所需的结构， 再通过离子体键合技术完成封装， 形成检测层(1)； 其次， 先选取两片PVC塑料基底和一片硅胶材料基底， 然后分别用激光器刻出分选。

12、层 (3)所需的结构， 再通过离子体键合技术完成封装， 形成分选层(3)； 然后， 先选取两片PVC塑料基底和一片硅胶材料基底， 然后分别用激光器刻出下检测层 (5)所需的结构， 再通过离子体键合技术完成封装， 形成下检测层(5)； (S2)选取双面胶材料制备上连接层(2)和下连接层(4)； 制作时， 在选取的两片表面覆盖有PVC基底的双面胶材料上分别用激光器刻出上连接 层(2)和下连接层(4)所需的结构， 激光加工时， PVC基底面朝下； 上检测层(1)、 分选层(3)、 下检测层(5)的堆叠是通过上连接层(2)、 下连接层(4)的双面粘附性实现的； (S3)选取硅胶制备形变层(6)； 制作。

13、时， 在选取的硅胶基底上分别用激光器刻出形变层(6)所需的结构； (S4)选取PVC塑料和硅胶材料制备控制层(7)； 制作时， 控制层(7)为两片结构， 第一片为PVC塑料， 第二片为硅胶材料， 在选取的PVC塑 料基底和硅胶材料基底上分别用激光器刻出控制层(7)所需的结构， 再通过离子体键合技 术将此两片键合在一起； (S5)装配时， 先将上检测层(1)与上连接层(2)粘在一起， 然后撕去双面胶材料上的PVC 保护膜， 并且与分选层(3)粘在一起； 将分选层(3)的另一面与下连接层(4)粘在一起， 然后 撕去双面胶材料上的PVC保护膜， 并且与下检测层(5)粘在一起； 将下检测层(5)与形变。

14、层 (6)通过离子体键合技术将此两片键合在一起， 然后将形变层(6)的另一面通过离子体键合 权利要求书 2/3 页 3 CN 111748467 A 3 技术与控制层(7)键合在一起。 权利要求书 3/3 页 4 CN 111748467 A 4 一种循环肿瘤细胞检测与分选装置及其制作方法 技术领域 0001 本发明涉及细胞分离装置， 尤其涉及一种循环肿瘤细胞检测与分选装置及其制作 方法。 背景技术 0002 癌症， 亦称恶性肿瘤， 是由控制细胞生长增殖机制失常而引起的疾病。 恶性肿瘤生 长速度快， 并且会破坏人体正常的组织与器官， 最终造成患者死亡。 随着人们生活习惯和生 存环境的改变， 目。

15、前癌症的状况更加严峻， 已成为影响世界公共卫生健康最主要的问题。 现 代医学发现， 在癌症复发转移早期， 肿瘤细胞会从原始肿瘤灶脱落进入外周血。 外周血中的 肿瘤细胞(亦称循环肿瘤细胞)常被用于预测癌症患者的生存期， 也可用于指导癌症诊断和 预后评估， 为研制抗癌药物提供思路。 因此， 能够从外周血中快速高效地获得肿瘤细胞将对 癌症诊治具有非常重要的意义。 0003 然而， 以美国强生公司的CellSearch系统为代表的循环肿瘤细胞分选检测装置往 往采用免疫磁珠标记和荧光染色的方式来捕获和检测肿瘤细胞。 其中， 被捕获的循环肿瘤 细胞会失去生物活性， 而不能用于后续的临床诊断、 耐药性检测等。

16、。 此外， 由于磁珠及荧光 染色剂的价格昂贵， 此类基于免疫磁珠标记和荧光染色来捕获并检测循环肿瘤细胞的装置 往往使用费用极高。 因此， 研发一种采用非生化标记方法的肿瘤细胞分选装置对癌症的早 期诊断、 预后评估和抗癌药物开发具有重要的价值。 发明内容 0004 发明目的： 本发明的一个目的是提供一种能够实现循环肿瘤细胞的非生化标记的 检测与分选装置。 0005 本发明的另一个目的是提供上述装置的制作方法。 0006 技术方案： 本发明的循环肿瘤细胞检测与分选装置， 由上至下依次包括上检测层、 上连接层、 分选层、 下连接层、 下检测层、 形变层和控制层， 各层之间通过定位安装孔固定连 接， 。

17、其中， 上检测层和下检测层上均设置有金属电极， 上检测层与分选层通过上连接层进行 连通， 下检测层与分选层通过下连接层进行连通， 下检测层还与形变层和控制层相连通； 含 有白细胞与循环肿瘤细胞的样本液经由上连接层流入分选层， 并在分选层内受上检测层和 下检测层上的金属电极以及控制层气体压力的影响， 当检测出循环肿瘤细胞时， 使循环肿 瘤细胞经过上连接层和上检测层被分选至收集循环肿瘤细胞的收集管， 当检测出白细胞 时， 使白细胞依次经下连接层、 下检测层、 形变层和控制层被分选至收集白细胞的收集管。 0007 优选的， 上检测层上设置有第一样本液入口、 第一循环肿瘤细胞出口和第一金属 电极通道，。

18、 其中， 第一金属电极通道的末端与上连接层相连的一侧开孔， 第一金属电极通道 内插入金属电极并使用密封胶密封。 0008 优选的， 上连接层设置有第二样本液入口、 第二循环肿瘤细胞出口和第一金属电 极通孔， 其中， 第二样本液入口与上检测层上的第一样本液入口相连通， 第二循环肿瘤细胞 说明书 1/6 页 5 CN 111748467 A 5 出口与第一循环肿瘤细胞出口相连通， 第一金属电极通孔与上检测层上的第一金属电极通 道末端的开孔相连通。 0009 优选的， 分选层上设置有第三样本液入口、 正弦聚焦流道、 直流道、 第一白细胞流 道、 第一白细胞出口、 循环肿瘤细胞流道和第三循环肿瘤细胞出。

19、口， 其中， 第三样本液入口 与正弦聚焦流道相连通， 正弦聚焦流道与直流道相连通， 直流道分成两路， 一路与第一白细 胞流道相连通， 且第一白细胞流道的末端与第一白细胞出口相连通， 另一路与循环肿瘤细 胞流道相连通， 且循环肿瘤细胞流道末端与第三循环肿瘤细胞出口相连通； 第三样本液入 口通过上连接层上的第二样本液入口与上检测层上的第一样本液入口相连通， 第三循环肿 瘤细胞出口通过上连接层上的第二循环肿瘤细胞出口与上检测层上的第一循环肿瘤细胞 出口相连通， 直流道靠近正弦聚焦流道的附近开一个全部贯穿的通孔， 并通过该通孔分别 与上连接层上的第一金属电极通孔和下连接层上的第二金属电极通孔相连通。 。

20、0010 优选的， 下连接层设置有第二金属电极通孔和第二白细胞出口， 其中， 第二金属电 极通孔与分选层上的直流道相连通， 第二白细胞出口与第一白细胞出口相连通。 0011 优选的， 下检测层设置有第二金属电极通道、 白细胞入口、 第二白细胞流道和第三 白细胞出口， 其中， 第二白细胞流道的两端分别与白细胞入口和第三白细胞出口相连通， 白 细胞入口与下连接层的第二白细胞出口相连通， 第二金属电极通道的末端与下连接层的第 二金属电极通孔相连通， 第二金属电极通道内插入金属电极， 且第二金属电极通道的末端 在与下连接层相连的一侧开孔。 0012 优选的， 形变层设置有第四白细胞出口， 其中， 形变。

21、层直接将下检测层的白细胞入 口、 第二白细胞流道的一侧密封， 第四白细胞出口与下检测层的第三白细胞出口相连通。 0013 优选的， 控制层上设置有控制气体入口、 控制气体通道、 第五白细胞出口和控制气 体出口， 其中， 形变层将控制层的控制气体通道的一侧密封在一起， 控制气体通道两端分别 与控制气体入口和控制气体出口相连通， 第五白细胞出口与形变层的第四白细胞出口相连 通， 控制气体通道与上方的形变层、 下检测层的第二白细胞流道共同构成流阻调节结构。 0014 优选的， 上检测层、 分选层、 下检测层、 形变层、 控制层为聚二甲基硅氧烷PDMS、 硅 胶、 塑料、 玻璃中的一种或几种， 上连接。

22、层和下连接层为双面胶。 0015 所述循环肿瘤细胞检测与分选装置的制备方法， 包括以下步骤： 0016 (S1)选取PVC塑料制备上检测层和下检测层， 并选取硅胶材料制备分选层； 0017 上检测层、 分选层和下检测层均为三片式结构， 中间为硅胶， 上下两片为PVC塑料； 0018 制作时， 先选取两片PVC塑料基底和一片硅胶材料基底， 然后分别用激光器刻出上 检测层、 所需的结构， 再通过离子体键合技术完成封装， 形成检测层； 0019 其次， 先选取两片PVC塑料基底和一片硅胶材料基底， 然后分别用激光器刻出分选 层所需的结构， 再通过离子体键合技术完成封装， 形成分选层； 0020 然后。

23、， 先选取两片PVC塑料基底和一片硅胶材料基底， 然后分别用激光器刻出下检 测层所需的结构， 再通过离子体键合技术完成封装， 形成下检测层； 0021 (S2)选取双面胶材料制备上连接层和下连接层； 0022 制作时， 在选取的表面覆盖有PVC基底的双面胶材料上用激光器刻出上连接层和 下连接层所需的结构， 激光加工时， PVC基底面朝下； 上检测层、 分选层、 下检测层的堆叠是 通过上连接层、 下连接层的双面粘附性实现的； 说明书 2/6 页 6 CN 111748467 A 6 0023 (S3)选取硅胶制备形变层； 0024 制作时， 在选取的PVC基底和硅胶基底上分别用激光器刻出形变层所。

24、需的结构； 0025 (S4)选取PVC塑料和硅胶材料制备控制层； 0026 制作时， 控制层为两片结构， 第一片为PVC塑料， 第二片为硅胶材料， 在选取的PVC 基底和硅胶基底上分别用激光器刻出控制层所需的结构， 再通过离子体键合技术将此两片 键合在一起； 0027 (S5)装配时， 先将上检测层与上连接层粘在一起， 然后撕去双面胶材料上的PVC保 护膜， 并且与分选层粘在一起； 将分选层的另一面与下连接层粘在一起， 然后撕去双面胶材 料上的PVC保护膜， 并且与下检测层粘在一起； 将下检测层与形变层通过离子体键合技术将 此两片键合在一起， 然后将形变层的另一面通过离子体键合技术与控制层键。

25、合在一起。 0028 原理说明： 0029 上检测层的第一样本液入口、 第一循环肿瘤细胞出口分别与装有样本液的注射器 相连、 收循环肿瘤细胞的收集管相连， 控制层的控制气体入口、 控制气体出口、 第五白细胞 出口分别与气压调节设备的入口、 气压调节设备的出口、 收集白细胞的收集管相连。 使用 时， 包含有白细胞与循环肿瘤细胞的样本液依次通过设置在上检测层的第一样本液入口、 上连接层的第二样本液入口、 分选层的第三样本液入口流入分选层的正弦聚焦流道， 以实 现白细胞与循环肿瘤细胞的惯性聚焦； 其原理是： 流体在弯曲的流道中流动时， 白细胞以及 循环肿瘤细胞受到惯性升力以及Dean拽力的作用， 白。

26、细胞与循环肿瘤细胞会聚焦成单列； 金属电极插入设置在上检测层、 下检测层的金属电极通道， 并且通过上连接层、 下连接层的 金属电极通孔与分选层的直流道相连， 所以给金属电极通电时会在金属电极通孔与直流道 相连区域产生电场， 当白细胞、 循环肿瘤细胞流经此区域时会被辨别出来是哪一种细胞； 其 原理是： 白细胞或循环肿瘤细胞流经电场区域时， 电场会被扰动， 不同种类的细胞产生的电 场扰动会有区别； 当检测出循环肿瘤细胞时， 增大控制层的控制气体通道气体压力， 形变层 被挤压变形， 从而下检测层的白细胞流道的流阻增大， 进而分选层的白细胞流道的流阻增 大， 所以循环肿瘤细胞只能流入流阻较小的循环肿瘤。

27、细胞通道， 循环肿瘤细胞最终被分选 至收集循环肿瘤细胞的收集管； 当白细胞流经电场区域并被检测出时， 不需给控制层的控 制气体通道增大气体压力， 因此分选层的白细胞流道与循环肿瘤细胞流道的流阻不会变 化， 所以白细胞只能流入流阻较小的白细胞流道， 白细胞最终被分选至收集白细胞的收集 管。 0030 有益效果： 与现有技术相比， 本发明装置能够在检测循环肿瘤细胞与白细胞的同 时， 通过控制流阻实现此两种细胞的非标记分选， 并能够从包含白细胞与循环肿瘤细胞的 样本液中检测并分选得到活的循环肿瘤细胞， 在癌症诊断与治疗等领域具有广泛的应用价 值， 为后续癌症的临床诊断等应用提供了一种快捷有效的方式。。

28、 附图说明 0031 图1是本发明装置的装配爆炸示意图； 0032 图2是上检测层结构示意图； 0033 图3是上连接层结构示意图； 0034 图4是分选层结构示意图； 说明书 3/6 页 7 CN 111748467 A 7 0035 图5是下连接层结构示意图； 0036 图6是下检测层结构示意图； 0037 图7是形变层结构示意图； 0038 图8是控制层结构示意图； 0039 图9是流阻调节结构的剖面示意图； 0040 图10是流阻调节结构变形后的剖面示意图； 0041 图11是堆叠后的肿瘤细胞检测与分选装置的俯视图； 0042 图12是细胞的电阻抗检测信号的测试结果。 具体实施方式 0。

29、043 为进一步了解本发明的内容， 结合附图及实施例对本发明作详细描述。 以下所述 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。 0044 如图1所示， 本发明所述循环肿瘤细胞检测与分选装置由上检测层1、 上连接层2、 分选层3、 下连接层4、 下检测层5、 形变层6、 控制层7自上而下堆叠而成， 每层结构的边缘位 置均匀的设置有定位安装孔。 0045 如图2所示， 所述的上检测层1上设置有第一样本液入口11、 第一循环肿瘤细胞出 口12、 第一金属电极通道13。

30、； 其中， 第一金属电极通道13内插入金属电极并使用密封胶密 封； 金属电极为银电极， 第一金属电极通道的末端在与上连接层相连的一侧开孔。 0046 如图3所示， 所述的上连接层2设置有第二样本液入口21、 第二循环肿瘤细胞出口 22、 第一金属电极通孔23； 其中， 第二样本液入口21、 第二循环肿瘤细胞出口22分别与上检 测层1上的第一样本液入口11、 第一循环肿瘤细胞出口12相连通， 第一金属电极通孔23与上 检测层1上的第一金属电极通道13末端的开孔相连通。 0047 如图4所示， 所述的分选层3上设置有第三样本液入口31、 正弦聚焦流道32、 直流道 33、 第一白细胞流道34、 第。

31、一白细胞出口35、 循环肿瘤细胞流道36、 第三循环肿瘤细胞出口 37； 其中， 第三样本液入口31与正弦聚焦流道32相连通， 正弦聚焦流道32与直流道33相连 通， 直流道33分成两路， 一路与第一白细胞流道34相连通， 且第一白细胞流道34的末端与第 一白细胞出口35相连通， 另一路与循环肿瘤细胞流道36相连通， 且循环肿瘤细胞流道36末 端与第三循环肿瘤细胞出口37相连通； 第三样本液入口31通过上连接层2上的第二样本液 入口21与上检测层1上的第一样本液入口11相连通， 第三循环肿瘤细胞出口37通过上连接 层2上的第二循环肿瘤细胞出口22与上检测层1上的第一循环肿瘤细胞出口12相连通，。

32、 直流 道33靠近正弦聚焦流道32的附近开一个全部贯穿的通孔， 并通过该通孔分别与上连接层2 上的第一金属电极通孔23和下连接层4上的第二金属电极通孔41相连通。 正弦聚焦流道不 与上连接层的第一金属电极通孔和下连接层的第二金属电极通孔相接触。 0048 如图5所示， 所述的下连接层4设置有第二金属电极通孔41、 第二白细胞出口42； 其 中， 第二金属电极通孔41、 第二白细胞出口42分别与分选层3上的直流道33、 第一白细胞出 口35相连通。 0049 如图6所示， 所述的下检测层5设置有第二金属电极通道51、 白细胞入口52、 第二白 说明书 4/6 页 8 CN 111748467 A。

33、 8 细胞流道53、 第三白细胞出口54； 其中， 第二白细胞流道53的两端分别与白细胞入口52和第 三白细胞出口54相连通， 白细胞入口52与下连接层4的第二白细胞出口42相连， 第二金属电 极通道51的末端与下连接层4的第二金属电极通孔41相连， 第二金属电极通道51内插入金 属电极。 金属电极为银电极， 第二金属电极通道的末端在与下连接层相连的一侧开孔。 0050 如图7所示， 所述的形变层6设置有第四白细胞出口61； 其中， 形变层6直接将下检 测层5的白细胞入口52、 第二白细胞流道53的一侧密封， 第四白细胞出口61与下检测层5的 第三白细胞出口54相连通。 形变层的形状设置成一个。

34、梯形与一个矩形拼接的形状， 形变层 的第四白细胞出口为全部贯穿的孔。 0051 如图8所示， 所述的控制层7上设置有控制气体入口71、 控制气体通道72、 第五白细 胞出口73、 控制气体出口74； 其中， 形变层6将控制层7的控制气体通道72的一侧密封在一 起， 控制气体通道72两端分别与控制气体入口71和控制气体出口74相连通， 第五白细胞出 口73与形变层6的第四白细胞出口61相连， 控制气体通道72与上方的形变层6、 下检测层5的 第二白细胞流道53共同构成流阻调节结构。 控制层的形状设置成一个梯形与一个矩形拼接 的形状， 控制层的控制气体入口、 控制气体出口为单侧开口的孔。 控制气体。

35、通道的方向与下 检测层的第二白细胞流道的方向从俯视图的角度看有交叉。 0052 所述的上检测层、 分选层、 下检测层、 形变层、 控制层为聚二甲基硅氧烷PDMS、 硅 胶、 塑料、 玻璃中的一种或几种， 所述的上连接层、 下连接层为双面胶。 0053 如图9所示的流阻调节结构的剖面图， 下检测层5的第二白细胞流道53的流道方向 与控制层7上的控制气体通道72的通道方向有交叉。 当控制气体通道72未通入控制气体时， 形变层6未发生形变， 第二白细胞流道53未被挤压。 0054 如图10所示的流阻调节结构变形后的剖面示意图， 控制层7上的控制气体通道72 通入控制气体时， 形变层6被挤压， 进而挤。

36、压下检测层5的第二白细胞流道53的流道。 0055 如图11所示的堆叠后的循环肿瘤细胞检测与分选装置的俯视图， 上检测层1、 下检 测层5与分选层3的直流道33的连通的位置在靠近分选层3的正弦聚焦流道32的附近， 控制 层7的控制气体通道72的方向与下检测层5的第二白细胞流道53的方向从俯视图的角度上 看有交叉。 0056 如图1-11所示， 本发明的循环肿瘤细胞检测与分选装置， 整体结构由上自下依次 由上检测层1、 上连接层2、 分选层3、 下连接层4、 下检测层5、 形变层6、 控制层7堆叠而成。 所 述的上检测层1的第一样本液入口11、 第一循环肿瘤细胞出口12分别与装有样本液的注射 器。

37、、 收集循环肿瘤细胞的收集管相连， 所述的控制层7的控制气体入口71、 第五白细胞出口 73、 控制气体出口74分别与气压调节设备的出口、 收集白细胞的收集管、 气压调节设备的出 口相连。 控制层7的控制气体通道72与上方的形变层5、 下检测层5的第二白细胞流道53共同 构成流阻调节结构。 使用时， 含有白细胞与循环肿瘤细胞的样本液依次流经上检测层1的第 一样本液入口11、 上连接层2的第二样本液入口21、 分选层3的第三样本液入口31进入正弦 聚焦流道32； 当细胞样本液流至直流道33与第一金属电极通孔23、 第二金属电极通孔41的 连接处时， 细胞会被特定频率与幅值的电场检测； 细胞样本液。

38、流经由上检测层和下检测层 的金属电极所施加的电场时， 会引起电场的扰动。 如图12所示， 循环肿瘤细胞通过此电场时 引起的电场的扰动大于白细胞。 当循环肿瘤细胞从电场区域通过时， 引起的电场扰动较大， 从而给控制层7的控制气体通道72增大气体压力， 形变层6被挤压变形。 因此， 下检测层5的 说明书 5/6 页 9 CN 111748467 A 9 第二白细胞流道53的流阻增大， 分选层3的第一白细胞流道34的流阻增大， 进而循环肿瘤细 胞只能流入流阻较小的循环肿瘤细胞通道36， 循环肿瘤细胞最终被分选至收集循环肿瘤细 胞的收集管。 当白细胞流经电场区域时， 所引起的电场扰动较小， 不需给控制。

39、层7的控制气 体通道72增大气体压力， 所以， 分选层3的第一白细胞流道34与循环肿瘤细胞流道36的流阻 不会变化， 进而白细胞只能流入流阻较小的第一白细胞流道34， 白细胞最终被分选至收集 白细胞的收集管。 第一白细胞流道34和循环肿瘤细胞流道36的流阻大小和流道的截面积相 关， 流道的截面积越大其流阻越小； 如图4所示， 第一白细胞流道34的截面积显然大于循环 肿瘤细胞流道36， 故流阻较小。 0057 本实施例中， 通过并行多个本发明中的循环肿瘤细胞检测与分选装置， 可以提高 循环肿瘤细胞的检测与分选速度。 0058 本实施例中， 上检测层1、 分选层3、 下检测层5为3片结构， 第一片。

40、上检测层1和第三 片下检测层5为PVC塑料， 第二片分选层3为硅胶材料。 制作时， 在选取的PVC基底和硅胶基底 上分别用激光器刻出所需的结构， 再通过离子体键合技术完成封装。 本技术加工时间短( 1min/片)， 加工精度高(偏差约5 m)， 制作成本低， 灵活性极强。 上连接层2、 下连接层4为双 面胶材料。 制作时， 在选取的表面覆盖有PVC基底的双面胶材料上用激光器刻出所需的结 构， 激光加工时， PVC基底面朝下。 上检测层1、 分选层3、 下检测层5的堆叠是通过上连接层2、 下连接层4的双面粘附性实现的。 形变层6为单片结构， 材料为硅胶。 制作时， 在选取的硅胶 基底上用激光器刻。

41、出所需的结构。 控制层7为2片结构， 第一片为PVC塑料， 第二片为硅胶材 料。 制作时， 在选取的PVC基底和硅胶基底上分别用激光器刻出所需的结构， 再通过离子体 键合技术将此两片键合在一起。 装配时， 先将上检测层1与上连接层2粘在一起， 然后撕去双 面胶材料上的PVC保护膜， 并且与分选层3粘在一起。 将分选层3的另一面与下连接层4粘在 一起， 然后撕去双面胶材料上的PVC保护膜， 并且与下检测层5粘在一起。 将下检测层5与形 变层6通过离子体键合技术将此两片键合在一起， 然后将形变层6的另一面通过离子体键合 技术与控制层键合在一起。 说明书 6/6 页 10 CN 111748467 A 10 图1 图2 说明书附图 1/5 页 11 CN 111748467 A 11 图3 图4 图5 说明书附图 2/5 页 12 CN 111748467 A 12 图6 图7 图8 说明书附图 3/5 页 13 CN 111748467 A 13 图9 图10 图11 说明书附图 4/5 页 14 CN 111748467 A 14 图12 说明书附图 5/5 页 15 CN 111748467 A 15 。