循环肿瘤细胞捕获及单细胞分析样机在大连研制成功_医疗器械

2018

09/07

15:41

科技部医疗器械

由大连医科大学牵头，与中国科学院深圳先进技术研究院等多家单位合作，在国家科技计划支持下，历经三年研发，成功构建了具有自主知识产权的循环肿瘤细胞（circulating tumor cell，CTC）捕获及单细胞分析样机，显示出较好的应用前景。

CTC是存在于患者外周血中的各类肿瘤细胞的统称，对其进行捕获及分选有助于肿瘤转移风险的预测和判断，可提供治疗反应及预后等重要疾病信息，还可以进一步从单细胞水平进行基因测序等分析，指导个性化用药，实现肿瘤精准治疗。与组织活检不同，CTC检测作为液体活检的主要成分，仅需抽取几毫升外周静脉血，具有无创、便捷，可反复操作等优点。然而由于CTC数量稀少并具有异质性，目前CTC捕获和分选在技术上存在巨大挑战，成为制约其应用于临床的主要瓶颈。微流控芯片技术具有可精确操纵目标细胞、检测精度高、成本低廉等突出优点在诸多技术中异军突起，正在成为CTC高效检测的关键技术之一。

该团队应用微流控芯片技术，构建了三款各具功能的CTC捕获装置和一款单细胞检测装置（见下图）。分别为“确定性侧向位移（Deterministiclateral displacement，DLD）单一芯片捕获装置”、“DLD芯片和磁场负性分选芯片一体化的联合捕获装置”和“CTC捕获及原位鉴定联合装置”。其中DLD单一芯片捕获装置利用确定性侧向位移阵列原理将CTC和血细胞分离，分选效率达95.26%以上，白细胞去除率也可达到96.5%以上。为了提高CTC分选纯度，最大程度排除白细胞的干扰，将DLD芯片和磁场负性分选芯片相结合构建了一体化的联合捕获装置，其分选性能在DLD芯片分选的基础上再次去除80%的白细胞。CTC捕获及原位鉴定联合装置将CTC的捕获识别和荧光免疫染色鉴定在单一的栅栏结构芯片内序贯完成，实现了富集、捕获和鉴定分析一体化。

与国际公认的CTC捕获装置Cellsearch分选系统相比，它们不仅拥有出色的检测效率，更具有所需血液量少、成本低、时间短等优势。已经通过大连医科大学附属第二医院、北京大学人民医院等多家临床单位应用，证实该装置捕获效率达95%以上。

研发的“单细胞检测装置”，通过对单个细胞阻抗脉冲信号的识别，实现了CTC在微流控芯片封闭系统内的高效、无污染的单细胞分选，为进一步进行单细胞分析提供了保证。经肺癌细胞的测试，该装置可以完成单个细胞的精确分选和分析。

目前，该套样机相关核心技术已经申请专利22项，其中发明专利14项，获批准授权7项。

来源：科技部

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