癌癥從發生到臨床發現往往需要10年的時間，癌癥治療的根本途徑是早期發現或者對已轉移瘤能有效治療。循環腫瘤細胞（circulatingtumor cells, CTC）是指從原位瘤脫落下來進入到循環系統尤其是血液中的腫瘤細胞。作為液態活檢核心靶標的CTC，不僅可用于癌癥轉移前的早期篩查，而且在臨床腫瘤的分期、預后、特異性藥物篩選、療效檢測、治療和復發監測等方面都具有極其重要的臨床應用價值。然而由于CTC在血液中數量極其稀少（約1-100個/mL），其高效高準確捕獲一直是科學前沿難題和臨床應用的關鍵障礙。 現有的CTC檢測方法仍存在較大的局限，包括檢測準確度不足、成本高、效率低、時間長以及檢測條件苛刻等。本項目提出的新型微流控芯片設計，將基于流線的降速結構和基于過濾的捕獲結構有機整合，實現了CTC特異性的匯聚和保留，同時將部分白細胞和紅細胞分流到出口。每經過一個這樣的降速結構，CTC就被濃縮一次，白細胞和紅細胞被分走一部分。更重要的是，每一個單元液流速度均得到了顯著下降（變為原來的1/2）。經過多組這樣的降速結構，液流流入捕獲結構，此時流速已經非常緩慢，利用CTC和其他血細胞的尺寸和形變差異，通過三棱柱陣列能實現CTC的高效捕獲?？傮w來說，本項目所提出的微流控芯片能在很大流速范圍內（5-40 mL/h）都實現高捕獲效率（高達94.8%）。此外，芯片上捕獲到的CTC的純度也較高（高達4log白細胞去除率）。臨床癌癥患者患者雙盲測試結果詳實準確率達到100%。

運用本項目中的微流控芯片，將實驗室培養的宮頸癌HeLa細胞摻雜到健康血液中，以模擬癌癥患者血液，在很大流速范圍內（5-40 mL/h）都能實現高捕獲效率（高達94.8%）。同時，為了證明此微流控芯片的普適性，測試了四種實驗室細胞系，包括乳腺癌細胞系MCF-7和MDA-MB-231，宮頸癌細胞系HeLa和肺癌細胞系NCl-H226，捕獲效率均穩定在91.3%以上。此外，也設置了不同的癌細胞密度以模擬實際的癌癥患者血液，捕獲效率近似為96.2%。隨后，將本項目應用于臨床，對11例癌癥患者血液中的CTC進行檢測，檢出率高達100%，CTC個數從6-117個/mL不等，平均值31個/mL，中位數25個/mL。這些研究表明本項目中的微流控芯片能實現癌癥患者的早期檢測。

?本項目實現對癌癥患者血液中的循環腫瘤細胞的單細胞靈敏度和高特異性的的捕獲，由于其成本低，方便快速，效率高，對操作條件不敏感等，因而非常適合大規模應用于臨床，實現癌癥的早期診斷、實時動態監測和阻斷轉移等效果。