CTC是存在于患者外周血中的各類腫瘤細胞的統(tǒng)稱，對其進行捕獲及分選有助于腫瘤轉(zhuǎn)移風險的預(yù)測和判斷，可提供治療反應(yīng)及預(yù)后等重要疾病信息，還可以進一步從單細胞水平進行基因測序等分析，指導(dǎo)個性化用藥，實現(xiàn)腫瘤精準治療。與組織活檢不同，CTC檢測作為液體活檢的主要成分，僅需抽取幾毫升外周靜脈血，具有無創(chuàng)、便捷，可反復(fù)操作等優(yōu)點。然而由于CTC數(shù)量稀少并具有異質(zhì)性，目前CTC捕獲和分選在技術(shù)上存在巨大挑戰(zhàn)，成為制約其應(yīng)用于臨床的主要瓶頸。微流控芯片技術(shù)具有可精確操縱目標細胞、檢測精度高、成本低廉等突出優(yōu)點在諸多技術(shù)中異軍突起，正在成為CTC高效檢測的關(guān)鍵技術(shù)之一。

該團隊應(yīng)用微流控芯片技術(shù)，構(gòu)建了三款各具功能的CTC捕獲裝置和一款單細胞檢測裝置（見下圖）。分別為“確定性側(cè)向位移（Deterministiclateral displacement，DLD）單一芯片捕獲裝置”、“DLD芯片和磁場負性分選芯片一體化的聯(lián)合捕獲裝置”和“CTC捕獲及原位鑒定聯(lián)合裝置”。其中DLD單一芯片捕獲裝置利用確定性側(cè)向位移陣列原理將CTC和血細胞分離，分選效率達95.26%以上，白細胞去除率也可達到96.5%以上。為了提高CTC分選純度，最大程度排除白細胞的干擾，將DLD芯片和磁場負性分選芯片相結(jié)合構(gòu)建了一體化的聯(lián)合捕獲裝置，其分選性能在DLD芯片分選的基礎(chǔ)上再次去除80%的白細胞。CTC捕獲及原位鑒定聯(lián)合裝置將CTC的捕獲識別和熒光免疫染色鑒定在單一的柵欄結(jié)構(gòu)芯片內(nèi)序貫完成，實現(xiàn)了富集、捕獲和鑒定分析一體化。

與國際公認的CTC捕獲裝置Cellsearch分選系統(tǒng)相比，它們不僅擁有出色的檢測效率，更具有所需血液量少、成本低、時間短等優(yōu)勢。已經(jīng)通過大連醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院、北京大學人民醫(yī)院等多家臨床單位應(yīng)用，證實該裝置捕獲效率達95%以上。

研發(fā)的“單細胞檢測裝置”，通過對單個細胞阻抗脈沖信號的識別，實現(xiàn)了CTC在微流控芯片封閉系統(tǒng)內(nèi)的高效、無污染的單細胞分選，為進一步進行單細胞分析提供了保證。經(jīng)肺癌細胞的測試，該裝置可以完成單個細胞的精確分選和分析。

目前，該套樣機相關(guān)核心技術(shù)已經(jīng)申請專利22項，其中發(fā)明專利14項，獲批準授權(quán)7項。