[0001] 本申请涉及生物医学工程领域微流控分析检测技术，尤其涉及一种辅助肿瘤诊断微流控芯片。

[0002] 癌症是人类健康的“头号杀手”，是导致人类死亡的最主要原因之一，约90％的死亡源于肿瘤的转移和复发。早预防、早发现、早治疗，是降低癌症死亡率的主要措施。

[0003] 目前临床上肿瘤的诊断方法主要有影像学检查和病理学检查。常用的影像学检查方法包括：CT检查、B超检查、磁共振成像检查(MRI)、正电子发射计算机断层扫描(PET)及内窥镜检查等。传统的影像学检查无法做到早期筛查，还存在放射性损伤较大和假阳性率较高等缺点。病理学检查是极其重要的肿瘤诊断方法之一，被视为肿瘤诊断的“金标准”，取患者的肿瘤组织，在显微镜下进行病理学诊断，可以确定肿瘤的组织来源及性质等重要信息。但病理学检查对患者造成的创伤较大，而且无法对患者病情进行动态监测。

[0004] 随着医疗技术的发展，基于循环肿瘤细胞和肿瘤标志物的肿瘤诊断方法得到了广泛的研究，与临床上常用的肿瘤诊断方法相比，这两种诊断方法具有微创、便捷、高效和可实时监测等优点。但目前基于循环肿瘤细胞和肿瘤标志物的肿瘤诊断方法，大多只是单一分离并计数循环肿瘤细胞，或者使用试剂盒检测某几种相关肿瘤标志物，这并不能获取患者体内更多的肿瘤信息，有可能造成肿瘤相关信息的缺失，不利于肿瘤患者病情的精确诊断。实用新型内容

[0005] 鉴于上述问题，本申请旨在提出一种辅助肿瘤诊断微流控芯片，提升肿瘤辅助诊断的精准性；通过单次采血，不仅可以高通量快速分离出循环肿瘤细胞，而且可以获知外周血中肿瘤标志物的浓度。

[0006] 本申请的辅助肿瘤诊断微流控芯片，其包括：循环肿瘤细胞分离模块、血浆分离及混合模块和肿瘤标志物电化学免疫检测模块；

[0007] 该三个模块自上而下依次键合；

[0008] 循环肿瘤细胞分离模块用于从输入其中的血液样本中分离出不同类型的循环肿瘤细胞，其包括永磁体和循环肿瘤细胞分离微流道基片；

[0009] 血浆分离及混合模块用于对输入其中的分离出不同类型的循环肿瘤细胞的血液样本进行血浆分离与混合，其包括血浆分离及混合微流道基片；

[0010] 肿瘤标志物电化学免疫检测模块用于获取输入其中的经混合的血浆中各种肿瘤标志物的浓度，其包括血浆流动微流道基片和电极片。

[0011] 优选地，循环肿瘤细胞分离模块包括永磁体和循环肿瘤细胞分离微流道基片；

[0012] 永磁体能够拆卸地设置在循环肿瘤细胞分离微流道基片的上方；

[0013] 循环肿瘤细胞分离微流道基片设置有顺次连接的第一血液入口、血液流道、血液出口；第一血液入口用于经过其向循环肿瘤细胞分离模块注入血液样本；血液流道用于在永磁体的磁场作用下分离出血液样本中的不同类型的循环肿瘤细胞，使之附着于血液流道上壁面；血液出口用于将分离出不同类型的循环肿瘤细胞的血液样本输入到血浆分离及混合模块。

[0014] 优选地，所述血浆分离及混合微流道基片设置有顺次连接的第二血液入口、血浆分离流道、血浆混合流道、血浆出口；

[0015] 第二血液入口用于经由其向所述血浆分离及混合微流道基片注入自所述循环肿瘤细胞分离模块的血液出口流出的分离出不同类型的循环肿瘤细胞的血液样本；

[0016] 血浆分离流道用于将自第二血液入口注入的分离出不同类型的循环肿瘤细胞的血液样本中的血细胞和残留的循环肿瘤细胞过滤掉而得到血浆；

[0017] 血浆混合流道用于对分离出的血浆进行混合；

[0018] 血浆出口用于将混合的血浆注入到肿瘤标志物电化学免疫检测模块。

[0019] 优选地，所述血浆分离流道中设置有坝形结构，坝形结构用于过滤细胞，沉积的细胞被阻挡在坝形结构。

[0020] 优选地，所述血浆混合流道设置为蛇形形状。

[0021] 优选地，所述血浆流动微流道基片包括血浆入口、多个并行的血浆流道、第三废液出口；所述多个并行的血浆流道的上游均与血浆入口连接，下游均与第三废液出口连接；

[0022] 所述电极片设置有多组电极阵列，每组电极阵列对应并延伸进入一个血浆流道，以与血浆流道中流过的血浆接触。

[0023] 优选地，每组电极阵列包括工作电极、对电极和参比电极。

[0024] 优选地，每组电极阵列对应一种待测肿瘤标志物；每组电极阵列的工作电极上设置有与该组电极阵列待测肿瘤标志物对应的抗体。

[0025] 本申请的辅助肿瘤诊断微流控芯片，可以实现单次采血，同时进行循环肿瘤细胞分离和肿瘤标志物电化学免疫检测，方便获取更全面的肿瘤信息，提升肿瘤辅助诊断的精准性，具有重要的临床应用价值。

[0035] 下面结合附图对本申请的辅助肿瘤诊断微流控芯片作进一步详细说明。

[0036] 如图1所示，一种辅助肿瘤诊断微流控芯片，包括自上而下依次键合的三个功能模块，分别是循环肿瘤细胞分离模块、血浆分离及混合模块、肿瘤标志物电化学免疫检测模块。其中，循环肿瘤细胞分离模块由永磁体1和循环肿瘤细胞分离微流道基片2组成；血浆分离及混合模块由血浆分离及混合微流道基片3组成；肿瘤标志物电化学免疫检测模块由血浆流动微流道基片4和电极片5组成。

[0037] 如图3、4所示，本申请中的循环肿瘤细胞分离模块采用免疫磁珠阳性富集法，从血液样本中分离出不同类型的循环肿瘤细胞。在经过抗凝处理及磷酸盐缓冲溶液稀释处理后的血液样本中，加入EpCAM免疫磁珠和Vimentin免疫磁珠，充分混合孵育后，注入到循环肿瘤细胞分离微流道基片2中。预处理后的血液样本由第一血液入口21注入，当血液样本流经六边形血液流道24时，在磁场作用下，血液样本中的上皮型、间质型和上皮间质混合型循环肿瘤细胞附着于血液流道24上壁面，分离出循环肿瘤细胞的血液样本由血液出口22进入到下层的血浆分离及混合模块中，从而达到从血液样本中分离出不同类型循环肿瘤细胞的目的。血液流道24设计为六边形，是为了达到提高血液流道24上壁面循环肿瘤细胞附着率的目的。当血液流道24充满血液样本后，保持血液样本的注入速度不变，此时第一血液入口21和血液出口22处的血液样本流速相等且保持不变。永磁体1覆盖的血液流道24区域的面积及宽度大于第一血液入口21和血液出口22连通的血液流道24区域，当血液样本流经血液流道24时，永磁体1覆盖的血液流道24区域内的血液样本流速小于第一血液入口21和血液出口22连通的血液流道24区域。因为永磁体1覆盖的血液流道24区域内的血液样本流速变小，所以在相同时间内，永磁体1覆盖的血液流道24上壁面会附着更多的循环肿瘤细胞，有效提高循环肿瘤细胞的分离效率。如需观察循环肿瘤细胞的形态，将永磁体1取下，使用显微镜观察微流控芯片的上表面(循环肿瘤细胞分离微流道基片2的上表面)，实时观察循环肿瘤细胞。如需富集附着于血液流道24上壁面的循环肿瘤细胞，将永磁体1取下，向微流控芯片中反向注入磷酸盐缓冲溶液(第一废液出口23进液，第一血液入口21出液)，血液流道24中的循环肿瘤细胞从第一血液入口21流出，完成循环肿瘤细胞的富集。

[0038] 如图5、6、7所示，本申请中的血浆分离及混合模块由血浆分离和血浆混合两个子模块构成，两个子模块集成在同一基片上。分离出循环肿瘤细胞的血液样本依次流经血浆分离子模块和血浆混合子模块，血液样本经过血浆分离子模块后，可有效过滤掉血液样本中的细胞，降低血浆混合子模块中流道发生堵塞的可能性。使用时，分离出循环肿瘤细胞的血液样本由第二血液入口31注入到血浆分离及混合微流道基片3中，当血液样本流经血浆分离流道34时，由于坝形结构36的存在，血液样本中的细胞在重力作用下，沉积且被阻挡在坝形结构36中，从而达到血浆分离的目的。血浆分离子模块中包含多个血浆分离流道34，其串联和并联的连接方式，使得在有限的基片区域内可以布局更多的血浆分离流道34，每个血浆分离流道34中包含数个坝形结构36，有效提升分离出的血浆纯度。分离出的血浆经过蛇形形状的血浆混合流道35，充分混合后由血浆出口32进入到下层的肿瘤标志物电化学免疫检测模块中。

[0039] 如图8、9所示，本申请中的肿瘤标志物电化学免疫检测模块主要用于检测血浆中的肿瘤标志物，可以通过电极片5上的导电触片54连接外部设备实时获取血浆中肿瘤标志物的浓度。使用时，充分混合后的血浆由血浆入口41注入到血浆流动微流道基片4中，当血浆经过血浆流道43并接触到电极阵列(工作电极51；对电极53；参比电极52)时，血浆中的肿瘤标志物与工作电极51表面固定的抗体发生免疫反应，通过测得的电信号间接获知血浆中肿瘤标志物的浓度。血浆流道43由多个矩形反应腔室并联而成，可有效降低反应腔室间信号的干扰，提升肿瘤标志物检测的精准度。发生反应后的血浆由第三废液出口42，经由血浆分离及混合模块的第二废液出口33和循环肿瘤细胞分离模块的第一废液出口23导出到废液瓶中。

[0040] 除非另有定义，本申请中使用的所有技术和/或科学术语具有与由本申请所涉及的领域的普通技术人员通常理解的相同含义。本申请中提到的材料、方法和实施例仅为说明性的，而非限制性的。

[0041] 虽然已结合具体实施方式对本申请进行了描述，在本申请的发明主旨下，本领域的技术人员可以进行适当的替换、修改和变化，这种替换、修改和变化仍属于本申请的保护范围。