一種適用于循環腫瘤細胞捕獲的微流控芯片
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。總體來說,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%。
北京大學
2021-02-01