一種適用于循環(huán)腫瘤細胞捕獲的微流控芯片
癌癥從發(fā)生到臨床發(fā)現(xiàn)往往需要10年的時間,癌癥治療的根本途徑是早期發(fā)現(xiàn)或者對已轉(zhuǎn)移瘤能有效治療。循環(huán)腫瘤細胞(circulatingtumor cells, CTC)是指從原位瘤脫落下來進入到循環(huán)系統(tǒng)尤其是血液中的腫瘤細胞。作為液態(tài)活檢核心靶標的CTC,不僅可用于癌癥轉(zhuǎn)移前的早期篩查,而且在臨床腫瘤的分期、預(yù)后、特異性藥物篩選、療效檢測、治療和復(fù)發(fā)監(jiān)測等方面都具有極其重要的臨床應(yīng)用價值。然而由于CTC在血液中數(shù)量極其稀少(約1-100個/mL),其高效高準確捕獲一直是科學(xué)前沿難題和臨床應(yīng)用的關(guān)鍵障礙。 現(xiàn)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(shè)計,將基于流線的降速結(jié)構(gòu)和基于過濾的捕獲結(jié)構(gòu)有機整合,實現(xiàn)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(jīng)過一個這樣的降速結(jié)構(gòu),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?yōu)樵瓉淼?/2)。經(jīng)過多組這樣的降速結(jié)構(gòu),液流流入捕獲結(jié)構(gòu),此時流速已經(jīng)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(xiàn)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(nèi)(5-40 mL/h)都實現(xiàn)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(jié)果詳實準確率達到100%。
北京大學(xué)
2021-02-01