本发明涉及细胞检测技术领域，特别涉及一种适用于医学检验的细胞捕获装置。
背景技术
作为威胁人类生命健康的头号杀手，人们对癌症的研究愈来愈趋于重视，而癌细胞的易转移性一直在困扰着广大科研医务工作者，如何从组织液、外周血中快速有效地分离出癌细胞是进一步研究癌细胞转移及发病机制的首要任务。现阶段，行业内主要采用流式分析仪作为细胞分离的主要途径，而在实际应用中发现，流式分析仪存在操作流程复杂、分离过程影响细胞活性、难以获取单个细胞等问题。因此，随着学术界对微机电系统研究的深入，业内越来越倾向于使用具有特定功能的微流控芯片作为细胞分离、细胞捕获装置。
中国专利201611016757.5公开了一种用于单细胞捕捉和培养的微流控芯片，其通过组合在一起的上盖板、下基板构成了芯片的主体结构，并通过设置微孔阵列、对称钩状部实现了对单个细胞的捕获以及培养的功能，然而其技术方案中所公开的仅通过翻转微流控芯片实现细胞的析出，在实际操作中由于大气压的影响，析出过程并不顺利，直接影响了细胞进行后期检验的效率；类似地，中国专利201210142904.9公开了一种细胞捕获微流控阵列芯片，其通过在微流管道内刻蚀不同间距、不同大小微柱体阵列的微阵列型结构芯片实现了对不同种类、不同大小的细胞的分别捕获，其结构灵活、未设计运动部件，能够适用于多种癌细胞的捕获与分析，而另一方面，其单一流道的设计，极易引起液体压力的应力集中，进而造成细胞的变形，甚至溶解，导致细胞活性降低。
由此可见，以上述专利为代表的现有技术中仍然存在一些问题影响了微流控芯片的推广和使用，比如，对细胞析出结构考虑的缺失导致的被捕获细胞难以取出或取出不顺利的问题、微流道设计不合理导致的影响细胞活性的问题、捕获机构缝隙结构不合理导致的受力集中问题，而这些问题能够直接造成细胞捕获装置捕获率过低、损伤捕获对象等负面影响。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中析出结构缺失导致的单细胞不易析出问题以及捕获机构设计不合理造成的细胞受力集中问题，从而实现一种被捕获细胞容易析出，方便检验人员使用、流道内无受力集中的微流控细胞捕获装置，最大程度地避免因捕获结构不合理造成的细胞溶解、细胞损伤。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种适用于医学检验的细胞捕获装置，包括微流基片、微流盖板、析出隔板、引流入口、培养基入口、引流出口、第一止流板、第二止流板、出口开合板，所述微流基片设置在微流盖板下方并与微流盖板键合成一体，所述析出隔板活动设置在微流基片内部，所述引流入口、培养基入口开设在所述微流基片的前侧，所述引流出口开设在所述微流基片的后侧，所述第一止流板活动设置在引流入口内，所述第二止流板活动设置在培养基入口内，所述出口开合板活动设置在引流出口内。
所述微流基片，包括上层基片、中层空腔、下层基片，所述上层基片上设置有多组下捕获腔和微流管道，所述下捕获腔之间通过微流管道连通，所述下捕获腔内部入口处固定设置有捕获凸体，所述下捕获腔底部开有一级气压通孔，所述下捕获腔的深度大小大于目标细胞集群平均直径的大小；所述中层空腔设置在上层基片下侧，所述中层空腔内部表面设置有纳米涂层；所述下侧基片设置在中层空腔下侧，所述下层基片上开有多组二级气压通孔，所述二级气压通孔的轴线和所述上层基片上的一级气压通孔的轴线在同一条直线上，所述一级气压通孔和二级气压通孔的半径相等。
所述微流管道，包括入口主管道、分支管道、出口主管道，所述入口主管道设置在微流基片表面的靠前方一侧，所述入口主管道的外侧与引流入口及培养基入口连通，所述入口主管道的内侧与多条分支管道的首端连通，所述分支管道彼此之间相互独立，所述分支管道的末端与出口主管道的内侧连通，所述出口主管道的外侧连通设置有引流出口。
所述捕获凸体包括左瓣凸板、中瓣凸板、右瓣凸板，所述左瓣凸板和所述右瓣凸板的内部开有横向侧孔，所述中瓣凸板的中部开有纵向通孔，所述左瓣凸板、中瓣凸板及右瓣凸板之间留有空余间隙，且空余间隙的宽度小于目标细胞集群平均半径的大小，所述左瓣凸板与所述右瓣凸板的轴线呈20°设置，所述左瓣凸板及所述右瓣凸板为正三棱柱结构，所述中瓣凸板的内侧边线为圆弧形，所述一级气压通孔位于左瓣凸板、中瓣凸板、右瓣凸板围出的中心区域，所述捕获凸体的高度小于下捕获腔的深度。
所述引流入口处横向开设有第一夹层腔，所述第一止流板通过第一夹层腔活动设置在引流入口处，所述培养基入口处横向开设有第二夹层腔，所述第二止流板通过第二夹层腔活动设置在培养基入口处，所述引流出口处开设有出口夹层腔，所述出口开合板通过出口夹层腔活动设置在引流出口处，所述引流出口的宽度小于引流入口及培养基入口的宽度。
所述析出隔板活动安装在所述微流基片内的中层空腔内，析出隔板的外表面设置有纳米涂层，所述析出隔板的长度大于所述微流基片内中层空腔的长度。
所述微流盖板上开设有多组上捕获腔，所述上捕获腔的大小、形状与所述微流基片上的下捕获腔完全一致，且与对应的下捕获腔同轴线设置，所述上捕获腔彼此之间相互独立。
本发明所产生的有益效果是：
1.本发明通过在微流基片内设置止流板、析出隔板、两级气压通孔，解决了现有技术中无法有效析出细胞的问题。本发明捕获结束后，推入第一止流板、第二止流板和出口开合板，之后将捕获装置翻转，并取出析出隔板从而打开两级气压通孔，由此大气压将被捕获细胞压入盖板上的上捕获腔内，从而将细胞析出到上捕获腔内，提高了析出效率。
2.本发明的捕获凸体设置了左瓣凸板、中瓣凸板、右瓣凸板三部分结构，三部分之间设计了小于目标细胞集群平均半径的空余间隙，使捕获装置克服了捕获机构内的液体受力集中问题，并且在左瓣凸板、中瓣凸板、右瓣凸板上均开有内部通孔，进一步地降低捕获凸体内压，提高了流道的流通能力，避免了细胞受外力后溶解、损伤的问题。
3.本发明的微流管道设置了入口主管道、分支管道、出口主管道三部分，并且各个分支管道之间彼此独立、同时开展捕获工作，避免了现有技术中的微流控芯片内仅通过一条或两条管道进行捕获，提高了捕获效率；本发明的中层空腔与析出隔板表面均设置有纳米涂层，有效避免了培养基的泄漏，保证了捕获装置的气密性。
附图说明
图1是本发明的一种适用于医学检验的细胞捕获装置的轴测图；
图2是本发明的一种适用于医学检验的细胞捕获装置中微流基片的轴测图；
图3是本发明的一种适用于医学检验的细胞捕获装置中微流基片的俯视图；
图4是本发明的一种适用于医学检验的细胞捕获装置中微流基片的局部视图a；
图5是本发明的一种适用于医学检验的细胞捕获装置中捕获凸体的立体视图；
图6是本发明的一种适用于医学检验的细胞捕获装置中微流基片的仰视图；
图7是本发明的一种适用于医学检验的细胞捕获装置中微流盖板的轴测图。
附图标记说明：
1-微流基片，2-微流盖板，3-析出隔板，4-引流入口，5-培养基入口，6-引流出口，7-第一止流板，8-第二止流板，9-出口开合板，11-上层基片，12-中层空腔，13-下层基片，21-上捕获腔，41-第一夹层腔，51-第二夹层腔，61-出口夹层腔，111-下捕获腔，112-微流管道，113-捕获凸体，114-一级气压通孔，131-二级气压通孔，1121-入口主管道，1122-分支管道，1123出口主管道，1131-左瓣凸板，1132-中瓣凸板，1133-右瓣凸板，1134-横向侧孔，1135纵向通孔。
具体实施方式
参考图1、图2，一种适用于医学检验的细胞捕获装置，包括微流基片1、微流盖板2、析出隔板3、引流入口4、培养基入口5、引流出口6、第一止流板7、第二止流板8、出口开合板9，所述微流基片1设置在微流盖板2下方并与微流盖板2键合成一体，所述析出隔板3活动设置在微流基片1内部，所述引流入口4、培养基入口5开设在所述微流基片1的前侧，所述引流出口6开设在所述微流基片1的后侧，所述第一止流板7活动设置在引流入4口内，所述第二止流板8活动设置在培养基入口5内，所述出口开合板9活动设置在引流出口6内。
根据图2、图3、图4、图6，所述微流基片1，包括上层基片11、中层空腔12、下层基片13，所述上层基片11上设置有多组下捕获腔111和微流管道112，所述下捕获腔111之间通过微流管道112连通，所述下捕获腔111内部入口处固定设置有捕获凸体113，所述下捕获腔111底部开有一级气压通孔114，所述下捕获腔111的深度大小大于目标细胞集群平均直径的大小；所述中层空腔12设置在上层基片11下侧，所述中层空腔12内部表面设置有纳米涂层；所述下侧基片13设置在中层空腔12下侧，所述下层基片13上开有多组二级气压通孔131，所述二级气压通孔131的轴线和所述上层基片11上的一级气压通孔114的轴线在同一条直线上，所述一级气压通孔114和二级气压通孔131的半径相等。
根据图2、图3，所述微流管道112，包括入口主管道1121、分支管道1122、出口主管道1123，所述入口主管道1121设置在微流基片1表面的靠前方一侧，所述入口主管道1121的外侧与引流入口4及培养基入口5连通，所述入口主管道1121的内侧与多条分支管道1122的首端连通，所述分支管道1122彼此之间相互独立，所述分支管道1122的末端与出口主管道1123的内侧连通，所述出口主管道1123的外侧连通设置有引流出口6。
根据图3、图4、图5，所述捕获凸体113包括左瓣凸板1131、中瓣凸板1132、右瓣凸板1133，所述左瓣凸板1131和所述右瓣凸板1133的内部开有横向侧孔1134，所述中瓣凸板1132的中部开有纵向通孔1135，所述左瓣凸板1131、中瓣凸板1132及右瓣凸板1133之间留有空余间隙，且空余间隙的宽度小于目标细胞集群平均半径的大小，所述左瓣凸板1131与所述右瓣凸板1133的轴线呈20°设置，所述左瓣凸板1131及所述右瓣凸板1133为正三棱柱结构，所述中瓣凸板1132的内侧边线为圆弧形，所述一级气压通孔114位于左瓣凸板1131、中瓣凸板1132、右瓣凸板1133围出的中心区域，所述捕获凸体113的高度小于下捕获腔111的深度，这使得微液流内未被捕获凸体捕获的细胞能够继续进入下一个捕获腔完成下一轮捕获。
根据图1、图3，所述引流入口4处横向开设有第一夹层腔41，所述第一止流板7通过第一夹层腔41活动设置在引流入口4处，所述培养基入口5处横向开设有第二夹层腔51，所述第二止流板8通过第二夹层腔51活动设置在培养基入口5处，所述引流出口6处开设有出口夹层腔61，所述出口开合板9通过出口夹层腔61活动设置在引流出口6处，所述引流出口6的宽度小于引流入口4及培养基入口5的宽度，这使得微液流充入微流基片1时能够在微流管道内形成管路压力，从而充满各条分支微流管道。
参考图1、图2，所述析出隔板3活动安装在所述微流基片1内的中层空腔12内，析出隔板3的外表面设置有纳米涂层，所述析出隔板3的长度大于所述微流基片1内中层空腔12的长度。
根据图2、图7，所述微流盖板2上开设有多组上捕获腔21，所述上捕获腔21的大小、形状与所述微流基片1上的下捕获腔111完全一致，且与对应的下捕获腔111同轴线设置，所述上捕获腔21彼此之间相互独立。
本发明的一种适用于医学检验的细胞捕获装置的工作过程及工作原理如下：
参考图1-图7，工作时，微流基片1位于微流盖板2的水平下方，拉出第一止流板7和出口开合板9，推入第二止流板8和析出隔板3，使引流入口4和引流出口6处于开启状态、培养基入口5处于关闭状态、一级气压通孔114和二级气压通孔131处于关闭状态；将包含有待捕获细胞的微液流通过引流入口4充入到微流基片1内，微液流经过入口主管道121依次流入各个分支管道1122，再经由分支管道1122流入下捕获腔111内。
进入下捕获腔111后单个细胞被捕获凸体113捕获，进入捕获凸体113内部的微液流从左瓣凸板1131、中瓣凸板1132、右瓣凸板1133间的空隙中流出，同时各个凸板上的开孔对捕获凸体113内部减压，防止被捕获细胞溶解、损伤；而未进入捕获凸体113的细胞则从捕获凸体113两侧和顶部继续流入下捕获腔111并经微流管道进入下一个下捕获腔进行再次捕获，最终微液流在出口主管道1123内聚集，并通过引流出口6流出微流基片1。
微液流充入完毕后，推入第一止流板7，关闭引流入口4，停止充入含有细胞的微液流，并拉出第二止流板8，从而打开培养基入口5，同时保持引流出口6处于开启状态，从培养基入口5向微流基片1内充入不含有细胞的培养基，对微流基片1进行冲洗，流入微流基片1内的培养基将微流管道112和下捕获腔111内滞留的细胞冲入出口主管道1123，并由引流出口6排出微流基片1。
之后推入第二止流板8，从而关闭培养基入口5，推入出口开合板9从而关闭引流出口6，并保持引流入口4为关闭状态，整体翻转细胞捕获装置，使微流基片1位于微流盖板2的水平上方，然后拉出析出隔板3，使微流基片1内的液流通过一级气压通孔114、中层空腔12、二级气压通孔131与外界连通，在大气压的作用下将被捕获细胞从捕获凸体113中析出到微流盖板2中的上捕获腔内21，进而完成单一细胞的捕获。