氧化锌纳米棒阵列的微粒释放芯片、制备方法及释放方法
【技术领域】
[0001]本发明属于化学分析与生物技术领域，具体涉及氧化锌纳米棒阵列衬底的微粒释放芯片，还涉及氧化锌纳米棒阵列衬底的微粒释放芯片的制备方法，还涉及氧化锌纳米棒阵列为衬底的芯片对细胞进行释放的方法，适用于肿瘤诊断、辅助治疗及生化分析研究。
【背景技术】
[0002]固态基底上高度取向氧化锌纳米棒阵列以其突出的性能在血液检测方面得到高度关注。曾经采用模板法合成氧化锌纳米棒阵列，然而模板制备工艺复杂，并且去除模板时容易使制备出的纳米棒阵列被污染，原本分散的纳米棒易于相互粘接团聚在一起，破坏了原有的纳米结构。目前，寻找到了一种廉价、简捷、行之有效的方法来制备氧化锌纳米棒阵列。水浴法操作简单、反应条件温和、无污染、是大规模制备氧化锌纳米棒阵列的有效方法。已经探究到了水浴生长时间与制备得到的氧化锌纳米棒的直径以及长度之间的关系；经过数理统计分析，得到了纳米棒的直径和长度随时间增长的变化规律。
[0003]循环肿瘤细胞(CTC)是指那些从肿瘤组织上脱落下来并进入血液全身循环的癌细胞。它由普通细胞转化而来，并且随时可以通过逆分化再次长出肿瘤组织，因此，它与癌症的扩散和转移密切相关，是反映癌症病情发张的风向标，对其进行详尽研究对于癌症的早期诊断与治疗去油决定性的意义。
[0004]对许多癌症患者而言，其死亡主要是由于转移瘤引起的。当病人手术切除主要肿瘤后，目前监测手段很难及时反应治疗情况，鉴定转移瘤，指导后续的放化疗过程，从而导致病人错过最佳治疗时机和无法及时有效调整无效治疗和用药方案。因此不能够成功治疗所有的转移瘤，导致病人最终死亡。从临床角度看来，转移瘤可以看作是癌症自然发展过程中的结论性事件。
[0005]人们迫切开发非创伤性过程从患者提取肿瘤细胞样品的工具。为了分离、富集和释放体液中循环肿瘤细胞和扩散肿瘤细胞，人们利用这类细胞尺寸、表面分子表达等特点开发出一些相应的捕获、富集和释放方法。
[0006]传统的无衬底芯片存在缺点有:(1)稳定性差，捕获大分子细胞能力弱，不能满足长期的一些检测需求；(2)产生了一些复杂的生化反应，对贵重生化学试剂的消耗量大。
[0007]基于以上认识，目前CTC的研究真正需要的是一种设计新颖，制备便捷，分析快熟高效的CTC释放芯片。最近各种含有衬底的芯片开始广受关注，因此我们设计研究了一种氧化锌纳米棒阵列为衬底的细胞释放芯片。水浴加热操作简单、反应温和、无污染，是大规模制备氧化锌纳米棒阵列的有效方法。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提供氧化锌纳米棒阵列衬底的微粒释放芯片，还提供了氧化锌纳米棒阵列衬底的微粒释放芯片的制备方法，还提供氧化锌纳米棒阵列为衬底的芯片对细胞进行释放的方法，解决了对已经捕获到的微粒，如何进行筛选和分离，并且将受伤害低的微粒释放出去的问题。
[0009]氧化锌纳米棒阵列衬底的微粒释放芯片，包括底片和盖设在底片上的盖片，盖片的底部设置有盖片沟道，底片的顶部设置有与盖片沟道位置对应的底片沟道，盖片沟道和底片沟道构成捕获腔，盖片的两端分别设置有与捕获腔连通的输入口和输出口，盖片沟道和底片沟道内均设置有氧化锌纳米棒阵列，盖片沟道的深度自输入口至输出口的方向依次减小，底片沟道的深度自输入口至输出口的方向依次减小或者底片沟道的深度为定值。
[0010]如上所述的盖片沟道和底片沟道均为等腰梯形的沟道且盖片沟道和底片沟道位置上下对应一致，盖片沟道的上底边位于盖片上输入口一端。
[0011]如上所述的盖片沟道居中设置在盖片上，底片沟道居中设置在底片上，盖片沟道和底片沟道的上底边均为8.5mm，下底边均为19mm，高均为61.5mm，盖片沟道上底边处的深度为30?35um，盖片沟道下底边处的深度为2.5?3um，底片和盖片的长度、宽度、厚度均分别为75mm、25mm、l.1mm，输入口和输出口的孔直径为0.6_，输入口与等腰梯形的上底边的垂直距离为1.5mm，输出口与等腰梯形的下底边的垂直距离为5mm，底片沟道的深度均为5um ;或者底片沟道上底边处的深度为35um，底片沟道下底边处的深度为3um，底片沟道上底边处的深度至底片沟道下底边处的深度渐变。
[0012]氧化锌纳米棒阵列衬底的微粒释放芯片的制备方法，包括以下步骤:
步骤1、盖片一端钻孔作为输入口，盖片另一端钻孔作为输出口，
步骤2、盖片和底片通过湿法刻蚀分别得到盖片沟道和底片沟道，
步骤3、盖片沟道和底片沟道分别镀了一层厚度为135?145nm的氧化锌薄膜，
步骤4、将质量为2.975g的六水合硝酸锌、质量为1.402g的六次甲基四胺以及水配置为混合溶液，混合溶液的体积为400mL，将盖片和底片放入混合溶液中，在恒定温度95 ° C下加热混合溶液，加热时间为120?180min，盖片沟道和底片沟道生长出氧化锌纳米棒阵列，
步骤5、将盖片和底片重叠并压紧，盖片和底片的侧边用聚二甲基娃氧烧(PDMS)封涂并在热台上烘干；盖片沟道和底片沟道之间构成捕获腔，盖片和底片紧密粘合后，制备成氧化锌纳米棒阵列衬底的微粒释放芯片。
[0013]氧化锌纳米棒阵列为衬底的芯片对细胞进行释放的方法，包括以下步骤:
步骤1、利用注射栗通过输入口向捕获腔内注入循环肿瘤细胞溶液，循环肿瘤细胞溶液为经过细胞筛选仪进行筛选，循环肿瘤细胞溶液内的细胞尺寸大小5~30um，控制注射栗使得的输入口的循环肿瘤细胞溶液流速为60?80uL/min，注入500uL循环肿瘤细胞溶液到捕获腔中；在向输入口注射循环肿瘤细胞溶液的同时流过捕获腔的循环肿瘤细胞溶液从输出口溢出；在捕获腔内捕获到循环肿瘤细胞，
步骤2、从输出口向捕获腔内注入浓度为0.0675mol/L的稀磷酸溶液，稀磷酸溶液从输出口注入的流速为60?80uL/min，通入的时间为10?12min，捕获的循环肿瘤细胞得到释放，释放的循环肿瘤细胞会随着稀磷酸溶液从输入口输出，
步骤3、将从输入口输出的带有释放出来的循环肿瘤细胞的稀磷酸溶液收集到体积
1.5mL的离心管中；添加体积为0.5?0.7mL的磷酸盐缓冲溶液，将离心管放入离心机中进行离心，离心机转速为1000?1200r/min，离心时间为3?6min，去除上清液，并往离心管中加入体积为500?600uL的RPMI1640培养基，将离心管中的溶液转移到培养瓶，将培养瓶放入37° C 二氧化碳培养箱进行孵育，孵育时间为2?3天。
[0014]如上所述的磷酸盐缓冲溶液PH为7.3，磷酸盐缓冲溶液中NaCl的摩尔浓度为137mmol/L，KCL 的摩尔浓度为 2.7mmol/L，Na2HP04的摩尔浓度为 4.3mmol/L，ΚΗ2Ρ04的摩尔浓度为 1.4mmol/L0
[0015]本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果:
1.氧化锌纳米棒阵列为柔性衬底，为滑动的微粒提供平台；
2.筛选到尺寸大小符合要求的循环肿瘤细胞；
3.从芯片中释放出的微粒有较好的活性，伤害低。
【附图说明】
[0016]图1为氧化锌纳米棒阵列为衬底的微粒释放芯片示意图。
[0017]图中:1_输入口 ；2_输出口 ；3_盖片；4-盖片沟道；5-底片；6-底片沟道；7-捕获腔；8_氧化锌纳米棒阵列。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例和附图对发明作进一步的说明。
[0019]实施例1
一种氧化锌纳米棒阵列衬底的微粒释放芯片，包括底片和盖设在底片上的盖片，盖片的底部设置有盖片沟道，底片的顶部设置有与盖片沟道位置对应的底片沟道，盖片沟道和底片沟道构成捕获腔，盖片的两端分别设置有与捕获腔连通的输入口和输出口。盖片沟道和底片沟道内均设置有氧化锌纳米