[发明专利]集成式滑动芯片

说明书

本发明涉及集成式滑动芯片，具体提供一种集成式芯片，其特征在于，所述芯片通过多层芯片和多个功能腔室将细胞分离培养、一种或多种细胞分泌物的检测等功能集成在一个装置上。本发明滑动芯片在单块芯片上实现了细胞分离计数、刺激孵育、一种或多种细胞分泌物检测的细胞功能分析流程。人为操作少，步骤简单，仅需通过简单滑动即可实现芯片内流体操控，检测时间短，为设备自动化提供便利。

技术领域

本发明涉及微流控芯片领域，具体涉及一种集成式滑动芯片及其用途。

背景技术

免疫细胞是指所有参与或辅助生物体免疫应答过程的细胞。按免疫细胞的来源和功能为依据，可分为造血干细胞、淋巴细胞、抗原呈递细胞和其他免疫细胞。如淋巴细胞中的辅助T细胞可以识别抗原片段，释放IL-2/4/6及IFN-γ等多种细胞因子，协助完成体液免疫过程。免疫细胞功能异常会导致生物体易患各种疾病，因此免疫细胞功能分析对于疾病诊断、预后和疗效评估至关重要。

在免疫细胞发挥作用的过程中，细胞分泌物作为信息载体，对免疫细胞的功能有重要影响。如B细胞产生的抗体，T细胞分泌的细胞因子等等。以细胞因子为例，包括白细胞介素(IL)、干扰素(IFN)、肿瘤坏死因子(TNF)、集落刺激因子(CSF)、趋化因子和生长因子等。检测细胞分泌物种类和含量是评估细胞免疫功能重要途径。

传统的细胞分泌物检测方法包括ELISA、ELISPOT、胞内细胞因子染色(ICCS)等。ELISA方法是对全血样本进行相应刺激后提取血清，使用ELISA直接测定上清液中的分泌蛋白水平。但是全血样本中的细胞成分复杂，该方法不涉及特定细胞群体的分离和归一化，因此难以对特定免疫细胞群体进行准确的分析。ELISPOT则是将ELISA技术和细胞培养技术相结合，通过捕获抗体、检测抗体和抗原的特异性结合关系检测特定细胞群体分泌出靶标蛋白的细胞数量。但是特定细胞群体的分离和归一化操作耗时且繁琐。ICCS是在单细胞水平分析细胞功能的方法。通过结合表面染色和细胞内细胞因子染色，可获得在一定数量群体中能释放细胞因子的细胞百分比。但细胞的固定和通透化操作将耗费大量的时间。因此以上方法面临准确性不高、操作繁琐耗时的问题，限制了其在快速诊断、大规模疾病筛选、动态监测领域的应用。

现场快速检测(Point-of-CareTesting，POCT)指在采样现场进行的、利用便携式分析仪器及配套试剂快速得到检测结果的一种检测方式。快速、操作简便、成本较低，无需传统的大型实验室设备和条件，不受地点和时间的限制，可降低资源占用和整体的就医成本。微流控芯片技术是实现POC检测的重要方法之一，使用微米级别的管道来处理和操作微流体系统，特点是设备微型化、功能集成化、所需样本量和检测试剂少、检测时间短、成本低、检测灵敏度高，广泛应用于生物医学领域。因此，可集成细胞分离、刺激与即时检测于一体的POCT芯片成为微流控生物分析领域亟待突破的技术。

Huang等开发了一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)的微流控免疫表型分析(MIPA)装置，能够将所有分析操作集成到一个芯片上，包括细胞接种、细胞刺激、活细胞计数和细胞因子检测。该工作使用脂多糖(LPS)刺激人类急性单核细胞白血病细胞(THP-1)产生TNF-α，用LOCI(发光氧通道免疫分析)技术对分泌的细胞因子进行原位检测。总检测时间比ELISA缩短7倍，实现了快速、高效的细胞免疫表型分析(LabonAChip,2012,12(20):4093-4101)。

但是，目前类似细胞分离及其分泌因子的微流控芯片仍存在较大局限。例如，细胞分泌物检测流程繁琐，样本预处理涉及血清提取、细胞培养模块；而常用的检测过程ELISA则含有多步洗涤，步骤复杂。且二者完全分离，没有在集成同一系统上，无法满足即时快速检测(POCT)的需求。现有的POCT芯片功能单一，如血浆提取芯片、白细胞分离芯片、细胞捕获检测特定抗原芯片等，芯片在其中作为整体检测流程的一部分，需要与其他模块配合，未能实现芯片上进行包括细胞分离、计数、刺激孵育并进行多重细胞因子检测的整个流程。

发明内容