德国开发新型微孔芯片，能快速检测循环肿瘤细胞

MEMS · 公众号 · · 2017-06-27 06:32

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血液中肿瘤细胞浓度越高，癌症转移风险就越大。而循环肿瘤细胞(CTC)的数量可用于判断患者的治疗效果。德国弗劳恩霍夫生物医学工程研究所(IBMT)研究人员已开发出一种微孔芯片，能在几分钟内检测出CTC并加以分类。

目前医学界主要是以流式细胞分选技术(Fluorescence-Activated Cell Sorting；FACS)来检测CTC。但这种技术仅能大略估计CTC的数量。

IBMT研究团队领导人Thomas Velten博士表示，FACS因可用染料颜色数量较少而受限制。加上某些癌症的CTC没有合适标记，因此无法以FACS来检测。而且数千个细胞会被收集在同个容器中，而无法将测试结果缩小到单个细胞。

微孔芯片可从血液样本中取出单个细胞，将其逐个放置基底的微孔上做分析。还能向前推动这些细胞，为其它细胞腾出空间。这种微孔芯片的阵列有约20万个具轻微负压的微孔，能让细胞不会流失，而能用来分析相当大量的细胞样本。

IBMT在最近完成的CTC监定研究专案中采用两步骤的细胞分析方法。先用显微镜选择可疑细胞，而类似目标CTC的可疑细胞则用自动移液器以拉曼光谱法(Raman spectroscopy)进一步进行详细分析。由于采用玻璃和聚合物基板的典型设置会影响拉曼光谱，研究人员因此以氮化硅为基板，避免非细胞本身引起的不必要散射。

这种微孔芯片能在几分钟之内就能将20万个细胞填充个别微孔中。由于血液中仅含有少量CTC，除非血液样本够大，否则就检测不出来。旧型实验室芯片技术无法容纳逾1000个细胞，不适合这种检测方法。

这种微孔芯片还有许多可能应用，包括作为蛋白质合成细胞的分选系统，例如制造胰岛素和其它生物药剂所需细胞。而且具明确定义微孔的微孔芯片可作为血脑障壁、肠障壁等生理障碍体外建模的基板，在药物开发中非常有用。