[发明专利]一种用于痰液中脱落肿瘤细胞确认及肺癌诊断的微流控装置及其应用

说明书

本申请提供了一种用于痰液中脱落肿瘤细胞确认及肺癌诊断的微流控装置及其应用，该装置包含螺旋芯片和微孔阵列芯片，微孔阵列芯片上包含微孔阵列；螺旋芯片包括单螺旋型通道、位于单螺旋通道螺旋中心末端的入口和位于单螺旋通道螺旋外侧末端的出口；所述入口为两个，分别为内侧入口和外侧入口，内侧入口为鞘流液入口，外侧入口为样品进样口；所述出口为两个，分别为内侧出口和外侧出口，内侧出口为肿瘤细胞出口，外侧出口为非肿瘤细胞出口。本发明的装置能够实现痰液中ETCs的快速分选和高通量单细胞分析，有望实现肺癌的无创、快速的诊断。

技术领域

本申请涉及微流控芯片检测技术领域，尤其涉及一种用于痰液中脱落肿瘤细胞确认及肺癌诊断的微流控装置及其应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本申请的总体背景的理解，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。

为了实现对肺癌的及时有效的检测和治疗，肿瘤信息的获取无疑是首要因素。组织病理作为一种传统的肿瘤检测手段，是目前临床中获取肿瘤信息的主要手段。但依靠组织病理获取肿瘤信息的方式具有取样难、创伤大、适用性小等缺点，已很难满足检测和个性化诊疗的要求。对于高危人群、早期肺癌患者(无明显实性肿瘤)、晚期肺癌患者(无手术价值)等无肿瘤组织情况的肺癌检测存在诸多局限性，难以满足早期检测和个性化诊疗的要求。液体活检是一种近年来新型肿瘤检测方式，具有非侵入性、可重复取样、适用范围广等诸多优势，为监测肿瘤动态及个体化治疗提供新的方式。在众多液体活检技术中，基于微流控的肿瘤液体活检具有灵敏度高、消耗量低、自动化程度高以及可控性强等特点，受到越来越多的重视。目前，基于微流控技术的液体活检相关研究与临床应用主要集中在血液中肿瘤标志物(核酸，肿瘤衍生的囊泡或蛋白质以及代谢物)以及循环肿瘤细胞(CTCs)的检测。通常情况下，血清肿瘤标志物检测可用于辅助诊断、监测肿瘤进展和复发，但是目前尚缺少特异性的肺癌血清肿瘤标志物，易出现假阳性和假阴性。血液中CTCs通常可作为癌症诊断和治疗评估的一个生物标志物进行检测，但从外周血中分离CTCS则面临外周血总量较大，CTCs数量微少，早期患者无CTCs及表面肿瘤标志物缺失等原因导致的假阴性问题。

痰液是肺、支气管、气管呼吸道的分泌物，当呼吸道黏膜受到病理性刺激时则分泌的细胞即时的增多，因此，基于痰液中脱落细胞的细胞学检查是诊断呼吸道疾病的一种独特方法。通常，它具有无创、简单、可重复的优点。此外，多项研究表明，在影像学可见实体瘤形成之前痰液中已经可以检测到痰液中脱落的肿瘤细胞(ETCs)。同时，在一些肺癌高风险人群中，癌变的细胞学变化在癌症确诊的几年前就已经出现。然而，在传统的痰细胞学中，ETCs只能通过特定的细胞形态进行鉴别。该方法灵敏度低，自动化程度低，依赖病理医师经验，只能作为辅助诊断方法，假阴性率高。

痰液中ETCs的分离鉴定与外周血中CTCs的分离鉴定有显著差异。目前，血液中CTCs的分离鉴定主要依赖于上皮细胞粘附分子(EpCAM)、细胞角蛋白(CKs)、E-Cadherin等膜蛋白，这些蛋白在恶性上皮细胞上表达，而不在周围白细胞上表达。与血液不同，痰液除了含有恶性上皮细胞外，还含有正常上皮细胞(鳞状上皮细胞、柱状上皮细胞等)。上皮细胞特有的膜蛋白标记物通常在上皮来源的肿瘤细胞和正常上皮细胞上表达。因此，基于上皮肿瘤标志物的肿瘤细胞分离鉴定方法不适合痰液检测。确认痰液中ETCs的关键是排除非肿瘤上皮细胞的干扰。

发明内容

为解决目前组织病理学作为癌症诊断的金标准存在着取样难、创伤大、适用性小的不足和基于痰液中脱落细胞的传统细胞学检查灵敏度低，自动化程度低，依赖病理医师经验，假阴性率高的缺点，本发明提供了一种用于痰液中脱落肿瘤细胞确认及肺癌诊断的微流控芯片装置，以及利用该装置确认痰液中脱落肿瘤细胞、及肺癌诊断的方法，该方法能够实现痰液中ETCs的快速分选和高通量单细胞分析，有望发展一种无创、快速的肺癌诊断方法。

具体地，本发明提供了下述的技术特征，以下技术特征的一个或多个的结合构成本发明的技术方案。