循環腫瘤細胞(circulatingtumorcells,CTCs)是指從原發腫瘤或轉移灶脫落、發生上皮-間質轉化進入患者外周血血液循環的惡性腫瘤細胞.CTCs在腫瘤研究和臨床診斷上的作用逐漸得到認可,外周血中CTCs存在與否以及數量多少不但可以用于腫瘤的早期診斷,還可以用于評估腫瘤預后、監測腫瘤的轉移和復發.微流控芯片作為一個高通量、小型化的細胞實驗平臺,已被應用于CTCs的分選當中.本文綜述了用于CTCs捕獲的微流控芯片系統的最新研究進展,著重介紹各類芯片的捕獲原理、芯片結構和捕獲效率,最后對微流控芯片技術在CTCs分選中的應用前景進行了展望.

惡性腫瘤已成為我國死亡率最高的重大疾病之一，90%以上的腫瘤病人死于腫瘤的轉移和復發.循環腫瘤細胞(circulatingtumorcells，CTCs)是從實體瘤或轉移灶脫落，發生上皮-間質轉化(epithelial-mesenchymaltransition，EMT)進入外周血血液循環的惡性腫瘤細胞，被認為是腫瘤發生轉移的必要前提.微環境改變的條件下，CTCs又發生間質-上皮轉化(mesenchymal-epithelialtransition，MET)而在遠端器官中停留，生成新的腫瘤，從而導致腫瘤轉移.CTCs檢測在新的腫瘤生物標志物的發現、腫瘤預后判斷及個體化治療方面存在很大的應用潛力，是國內外腫瘤研究的熱點之一.然而，CTCs在血液中的數量非常少，109個血細胞中僅含有1～10個CTCs，因此，CTCs研究的關鍵在于從含有大量血細胞的復雜血液樣本中準確、高效地將其分選出來，滿足高捕獲率、高純度和高通量的要求，進而成為能夠滿足科研和臨床需求的工具.a.高捕獲率，即可以將樣品中的CTCs盡可能多地分離出來；b.高純度，即希望分離出來的細胞只含有CTCs，其他細胞的含量很少或沒有，收集到的CTCs可以進行表型和基因型分析；c.高通量，即能短時間內處理大量樣品.

目前，唯一通過美國食品和藥品監督管理局(FDA)認證的CTCs分離和計數系統是CellSearch，它是一個依賴于免疫磁珠原理的半自動化工作系統.該系統通過連接了抗上皮細胞黏附分子抗體(epithelialcelladhesionmolecule，EpCAM)的磁珠和CTCs表面標志物EpCAM特異性結合，達到捕獲CTCs的目的.CTCs的識別使用經典的免疫染色法.該系統分選CTCs效率為80%.盡管CellSearch已通過FDA批準，但該系統還存在一些缺點，比如暫未實現全自動分選、假陽性比率高、富集后的CTCs沒有生物活性等，更重要的是，CellSearch捕獲到的CTCs僅僅是EpCAM陽性的類型，而許多惡性程度很高的CTCs并不表達EpCAM，從而無法被檢測出來.微流控芯片是一個集樣品制備、反應、分離、檢測等功能于一體的小型分析實驗平臺，它通過微加工技術，在硅、玻璃、聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane，PDMS)等材料上，根據實際需求，制作出各種結構的、尺寸在微米量級的管道進行實驗.將原來需要在一個綜合實驗室內完成的工作簡化到一個微小的芯片上，不僅減少了耗材和試劑的消耗、大大降低了成本，而且提高了檢測的靈敏度和分析速度，具有自動和高效的優點.

隨著微流控芯片技術在細胞生物學中的應用不斷擴展，微流控芯片具有的可集成樣品預處理和分析為一體的優勢，在DNA測序、蛋白質檢測、細胞操控和胞內成分分析等研究領域顯示出巨大的應用潛力.由于微流控芯片管道尺寸在微米量級和細胞尺寸匹配，非常適合應用于細胞分選，近些年來，有越來越多的研究者將該技術應用在CTCs的分選上.

微流控芯片分選和富集CTCs的原理主要分為4類：a.利用抗原抗體親和性進行分選；b.利用細胞物理特征的不同進行分選，比如細胞大小、變形性以及不同大小的細胞在流場中的力學特性；c.利用免疫磁珠具有磁性兼連接抗體的作用進行分選；d.利用不同細胞的電學性能差異進行分選等.本文依據不同的CTCs分選原理，總結了近年來利用微流控芯片分離、富集CTCs的研究現狀和最新進展.

1親和性分選法

利用親和性反應(affinityreaction)原理進行細胞分選是微流控芯片上最經典、最常用的方法之一(圖1a)，具體步驟是在芯片內部的微通道或微結構上修飾能夠與目的細胞表面抗原結合的特異性抗體或適配體，比如上皮細胞黏附分子，當樣品流經微通道時，目的細胞表面抗原與微通道或微結構上的特異性抗體或適配體結合，細胞被固定在芯片內，其他細胞隨緩沖液流出芯片；再用合適的方法，比如更換緩沖液，洗脫并收集目的細胞進行下游分析.

圖1微流控芯片捕獲CTCs各類芯片結構示意圖

(a) 親和性分選法(A:親和性分選芯片原理示意圖;B:親和性分選芯片系統裝置及芯片內部微柱顯微照片).(b)物理特征分選法(C:大小-變形性分選微柱捕獲示意圖;D:大小-變形性分選微孔捕獲示意圖;E:確定性側向位移芯片示意圖).(c)免疫磁珠分選法(F:免疫磁珠捕獲原理示意圖;G:磁珠和大小-變形性方法結合捕獲示意圖，細胞與磁珠結合后，尺寸增加，更有利于細胞被捕獲).(d)雙向電泳分選法示意圖.

He等設計了一種由TiO2納米顆粒制備的具有生物相容性納米薄膜，在玻璃基底中旋涂這種納米薄膜，再在薄膜上修飾EpCAM抗體，樣品通過芯片時，CTCs結合在納米薄膜上而留在芯片中.該研究將人結腸癌細胞HCT116混入健康人血液作為待測樣品，成功分離出HCT116細胞，其效率約為80%.這種由納米顆粒組成的納米薄膜可以增加抗體和細胞表面抗原之間的接觸機率.通過加大流體剪切力可將約50%的被捕獲細胞洗脫下來，洗脫下來的細胞具有生物活性，可進行體外培養.Sheng等制作了幾何增強混合(geometricallyenhancedmixing)芯片，簡稱“GEMchip”，芯片大小與載玻片相同，芯片中有很多魚脊形或V形結構，8個并聯管道用以加大通量.這種芯片通過內部的魚脊形或V形結構形成渦流，從而提高細胞與抗體之間的接觸機率，有利于目的細胞與芯片結構內修飾的抗體結合，從而高效捕獲CTCs.該研究將人胰腺癌細胞混入健康人血液作為待測樣品進行實驗，捕獲效率高達90%，同樣，被捕獲的腫瘤細胞可以被洗脫并繼續培養進行后續實驗.Launiere等設計了一種內部連接EpCAM和E選擇素(E-selectin)的雙抗體芯片，E選擇素用于加大腫瘤細胞在所受流體剪切力作用下的捕獲效率，與其結合的白細胞可以用一種螯合鈣的緩沖液洗脫下來，腫瘤細胞則留在芯片內.文中還用只修飾EpCAM抗體的芯片作為對比，證明這種方法的捕獲效率是只修飾EpCAM抗體的芯片捕獲效率的1.9倍.Nagrath等設計了具有微柱陣列結構CTCs捕獲芯片，實驗了不同癌細胞系EpCAM表達水平，對于人非小細胞肺癌細胞系NCI-H165的PBS懸液捕獲效率高達99%，對于116例腫瘤轉移患者(包括前列腺癌、胰腺癌、乳腺癌和結腸癌)血液，有115例捕獲到了數量不等的CTCs.其他利用親和性原理捕獲CTCs的微流控芯片整理列于表1.

表1親和性分選法捕獲CTCs文獻總結

親和性分選法有特異性高的優點，能有效分選形狀、大小相似的不同種類細胞.目前大部分研究者采用EpCAM作為CTCs的表面特異性抗原，但是在不同的腫瘤亞型中，EpCAM的表達各不相同，例如乳腺癌細胞系MCF-7和MDA-MB-231的EpCAM表達水平不同，并且當腫瘤細胞通過上皮間質轉化(EMT)作用傳播時，EpCAM和角蛋白(CKs)的表達下調，波形蛋白(vimentin)和N-鈣黏素(N-cardherin)表達上調.依賴EpCAM的CTCs分選芯片會丟失不表達或低表達EpCAM的CTCs，然而這些CTCs具有更大的浸潤性和侵入性.因此，缺乏公認的表面標志物限制了親和性分選在CTCs分選中的應用.另外，親和性分選法要在通量和效率之間權衡，流速越大，CTCs和抗體反應的時間越少，這會導致分選效率降低.親和性分選法與大小變形性分選法相結合，或使用多抗體修飾的芯片分選CTCs也許是個不錯的解決辦法，但不同種類抗體的反應緩沖液以及反應條件各不相同，實驗成本也會隨之增加.因此，增加芯片內部結構與細胞接觸的面積和機率，在芯片內部修飾多種抗體捕獲不同蛋白質表達的CTCs，是利用親和性分選法原理分離CTCs的微流控芯片發展的主要方向.另外這種方法非常適合分選已知表面抗原的目的細胞，比如血液中的一些免疫細胞等.

2物理特征分選

微流控芯片進行CTCs分選，常根據CTCs與血細胞物理特性(如變形性、大小、流體力學特性等)的差異，通過在芯片中設置不同的微結構單元將其從血液中分離出來，常用的微結構包括微孔、微過濾網和微柱等.

2.1基于細胞大小和變形性差異

大多數上皮來源的CTCs直徑從14～26μm不等，而白細胞直徑從8～20μm不等.通過在芯片內部設計不同的小于CTCs直徑的微孔、微過濾網、微柱等結構(圖1b(C、D))，當含有CTCs的樣品流經芯片時，CTCs由于直徑大而被卡在結構內，血細胞則隨緩沖液一起流出，較大的白細胞被結構捕獲時，由于CTCs比白細胞變形性小，加大緩沖液流速時，白細胞被沖走，CTCs則留在芯片內，從而達到分離目的.Abnova公司的ClearCell?System就是基于此原理分離CTCs的代表，該系統還可以動態監測CTCs的捕獲過程.芯片主要結構由圓柱形微柱構成，每個捕獲單元由三個圓柱排列組成一個“爪形”結構.捕獲后的CTCs可以進行染色鑒別和計數，亦可被重新收集繼續培養進行后續實驗，如研究CTCs的分子生物學特征、建立動物模型、臨床個體病例研究等.

Lim等設計了一種微篩芯片，該芯片由硅片加工而成，其捕獲單元為包含105個小孔的微陣列，蠕動泵將血液樣品從芯片上方泵入進行捕獲.該系統捕獲摻在健康人血液中的MCF-7和HepG2細胞的效率在80%以上.該作者又用8例癌癥病人血液樣品進一步驗證了該系統的可靠性，成功從病人血液中分離出CTCs，整個處理過程僅需1.5h.Hosokawa等[29]則用微腔陣列(microcavityarray，MCA)系統捕獲CTCs，該系統的核心結構由100×100個8～9μm直徑的圓孔陣列組成，芯片下面連接蠕動泵.實驗中，NCI-H358細胞混在血液中，蠕動泵將樣品從蓄液池吸入芯片，血細胞通過圓孔隨緩沖液流出，腫瘤細胞則由于負壓作用被固定在圓孔上從而被成功分離.該系統可將混在1ml血液中的10個腫瘤細胞在15min內完全捕獲，并且保持細胞活性.染色鑒別結果證明其分選效率高達97%，大大高于同一實驗樣本采用CellSearch系統的分選效率.Jin等設計了一種不同間距的“棘齒”型微柱陣列捕獲芯片，間距依次從18μm到2μm遞減，進入芯片的樣品呈振蕩流，與垂直方向的液流耦合，通過調整壓力和流速，腫瘤細胞和血細胞在芯片內實現分離，人膀胱癌細胞摻在健康人血液中的樣品分離效率在70%以上.Lv等設計了一種間距漸變式捕獲芯片，該芯片結構分為過濾和捕獲兩個部分.過濾部分的作用是濾掉血液中的雜質，最大限度減少芯片堵塞；捕獲部分則設計了不同間距微柱，間距從12μm到4μm遞減，血細胞可通過微柱，而腫瘤細胞則被捕獲，腫瘤細胞混入磷酸鹽緩沖液(phosphatebufferedsaline，PBS)懸液樣品的捕獲效率高達90%以上.其他基于細胞大小和變形性差異原理捕獲循環腫瘤細胞的微流控芯片整理列于表2.

表2基于細胞大小和變形性差異捕獲CTCs文獻總結

基于細胞大小和變形性差異分選法捕獲CTCs的優勢在于：a.操作過程簡單，樣品只需用緩沖液稀釋，不需要進行染色標記，檢測時直接將稀釋后的全血通入芯片，在出口處收集細胞即可；b.捕獲效率高；c.能夠實現高通量分選；d.成本遠遠低于CellSearch；e.無需依賴表面標志物，分選出的CTCs可以用多種抗體進行標志物鑒別.該方法存在的問題是僅僅基于細胞尺寸和變形性不同而進行過濾式分選，由于CTCs尺寸和白細胞有重疊部分，CTCs有可能會通過濾網或微柱的間隔，然而這些CTCs由于經歷了EMT作用而具有間質細胞特性，更容易發生轉移，惡性程度更高；而且在較大的機械力作用下，CTCs隨著緩沖液流過微柱或者濾網時容易破裂.這些因素會對分離純度和細胞活性造成一定影響，這類芯片在設計內部捕獲單元時應避免使用帶棱角的微柱，比如三角形、長方形、正方形等，而改用圓形、橢圓形等微柱，減少對細胞的損傷.

2.2基于細胞力學性質差異

2.2.1基于慣性力

近年來，有研究者利用慣性力與微流控芯片結合的慣性微流技術(inertialfocusing)進行CTCs分選，該方法的分離原理簡述如下：當流體在直線型微通道內呈層流流動時，懸浮在其中的細胞會受到梯度剪切升力(shear-gradientliftforce)和管壁效應升力(walleffectliftforce)的作用，在二者的共同作用下，大小不同的細胞產生不同的流動特性，再結合不同的芯片內部結構設計，便可達到捕獲CTCs的目的.

Sollier等設計了一種具有8聯排并聯管道、每條管道有8個儲液囊的高通量分選芯片.樣品流經芯片管道時，細胞受到管壁效應升力和梯度剪切升力共同作用，一旦細胞流經儲液囊，管壁效應升力就會減弱，直徑較大的腫瘤細胞受較大的梯度剪切升力遠離管道中心分界線進入儲液囊，直徑較小的血細胞留在主流體中.該系統分離人乳腺癌細胞MCF-7和肺癌細胞A549摻入健康人血液樣品的效率可達85%，作者還用該系統成功地從癌癥病人的血液樣本中分離出CTCs.

2.2.2確定性側向位移

基于確定性側向位移法(deterministiclateraldisplacement，DLD)設計的微流控芯片原理是芯片內具有相對于流體流動方向呈一定角度的微柱陣列，尺寸不同的顆粒在流動過程中具有不同的運動軌跡，尺寸大的顆粒會發生側向位移向一側匯聚，尺寸小的顆粒會按原軌跡運動，在芯片上設計相應的兩個出口，即可收集到相應的細胞(圖1b(E)).Morton等[41]和Davis等的研究證明此方法適用于直徑從30nm～100μm范圍內的顆粒分離；Loutherback等第一次證明使用此方法可以在數分鐘內分離CTCs.芯片整體尺寸為2.5mm寬、25mm長，微結構中三角柱邊長58μm、間距42μm，排列與液流方向呈1/20弧度角.和圓形柱相比，三角柱更有利于防止堵塞.液體流過具有一定排列角度的微柱時，直徑較大的腫瘤細胞會向芯片側壁富集，隨液體流出，通過收集側壁出口處的液體，即可得到腫瘤細胞.該系統分離混有人乳腺癌細胞MCF-7的PBS懸液樣品效率在85%以上.將MDA-MB-231細胞摻入健康人血液進行實驗，捕獲后的細胞可保持活性，可用于繼續培養和實驗分析.除以上提到的幾種典型的分離方法之外，其他基于細胞力學性質差異捕獲CTCs的微流控芯片整理于表3.

表3基于細胞力學性質差異捕獲CTCs文獻總結

基于細胞力學性質差異分選同基于細胞大小和變形性差異分選一樣，裝置簡單、無需復雜的實驗設備、成本低，可以作為一個單元與其他微流控分選系統相結合，通過優化細胞分選結構實現更高的分選效率.樣品無需標記，不影響CTCs分子特性和表面標志物；細胞在微流環境中損傷小，分選后細胞的存活率更高，可繼續培養和做后續分析.然而，由于血液的復雜性，細胞間的相互作用不容易控制，當處理細胞濃度較高的樣品時，分選效率降低.另外，該方法單純基于細胞的物理特性實現，而人體血液是高度復雜的血漿、紅白細胞、血小板、蛋白質混合物，且血液黏度是水的3倍以上，因此芯片有時容易發生堵塞現象，影響分選效率，分選出的CTCs可能存在假陽性結果.綜上所述，在使用流體動力學分選時，減少細胞間相互作用的樣品前處理必不可少，比如用牛血清白蛋白(bovineserumalbumin，BSA)的PBS作為緩沖液(僅限于裂解紅細胞后的樣品)，對血液進行稀釋以及改進微通道的幾何結構等.基于力學性質差異分選的方法除了可以分離CTCs外，還非常適合分離血液中的血漿、血小板等.

3免疫磁珠分選

免疫磁珠分選是根據免疫磁珠的原理設計的微流控芯片的方法，是免疫磁珠結合微流控芯片本身的優勢所設計的芯片，免疫磁珠分選過程在微流控芯片內進行時，可使用微小磁鐵，節省試劑和耗材，另外，微流控芯片內部可根據實驗需要設計成多種微結構，有利于增加帶磁珠的細胞與磁鐵碰撞機會，即增加了捕獲效率，因此，微流控芯片技術與免疫磁珠相結合，可使芯片兼具免疫磁珠和微流控芯片雙重優勢，成為微流控芯片捕獲CTCs一種常用的方法(圖1c(F)).越來越多的研究表明，微流控芯片上利用免疫磁珠分選法分離CTCs能夠簡化操作步驟、提高捕獲效率，再結合分子生物學檢測芯片進行后續PCR、染色、細胞繼續培養等步驟，能夠實現檢測的連續化、集成化和自動化.

Earhart等在氮化硅薄膜上鍍12μm厚的磁性軟坡莫合金，制成尺寸為7mm×7mm、過濾微孔直徑40μm的磁性濾網芯片.CTCs與磁性微球結合而被標記，血液樣品流過濾網時，血細胞從微孔通過，而磁性微球標記的CTCs則被捕獲在微孔邊緣.Kang等[55]設計了一種微磁-微流控CTCs分離芯片，該芯片有一條主管道，主管道兩邊有很多與之相通的小室，每個小室中均裝有磁鐵，當樣品流經主管道時，由于細胞在小室處所受的流體剪切力最小，已經包被了磁珠的CTCs就會在磁場的作用下被捕獲在小室中.該系統所用樣品為在1ml小鼠血液中摻雜了2～80個不同數量的乳腺癌細胞，其捕獲效率可達90%，并且捕獲到的CTCs可正常培養7天.其他利用免疫磁珠原理捕獲細胞的微流控芯片整理于表4.

表4免疫磁珠分選法捕獲CTCs文獻總結

磁化作用不僅可以用在分離CTCs的微流控裝置上，還可以用在CTCs檢測的微流裝置上.Issadore等設計了一種利用霍爾效應檢測和計數磁化CTCs的芯片.基底材料上裝配一個探測器陣列，探測器上游是流體聚焦管道，血液樣品先經過這一管道形成單一細胞液流，每個磁化的CTCs經過霍爾探測器時誘導產生一個霍爾電壓，從而可實現CTCs計數.該方法的準確度高達100%，遠高于CellSearch，該系統檢測效率為107個細胞/分鐘.通過進一步優化數據采集電極，該系統有望達到更高通量(109個細胞/分鐘).盡管該系統不能夠分離出CTCs，但是它效率高、準確度高、不依賴于現有的光學檢測平臺，是一個自動化、低成本、便攜式的CTCs計數工具.

免疫磁珠分選法選擇性高，靈敏度高，芯片管道無需修飾，其依賴磁性分選可很好地控制細胞捕獲與釋放.但是，由于樣品需與修飾抗體的磁珠孵育進行預處理，與抗原-抗體親和力分選一樣，CTCs表面標志物的選擇也成了免疫磁珠分選法一個限制因素，且孵育效果、清洗過程都會造成細胞損失，另外，磁性富集也會造成帶磁珠的細胞在入口處由于接觸磁鐵而聚集，在芯片入口和磁場區域之間加一段緩沖管道，可能會改善這種聚集現象.免疫磁珠與大小-變形性原理相結合(如圖1c(G))，或優化芯片內部結構、使連接磁珠的細胞與磁鐵充分碰撞，都有利于提高芯片的捕獲效率.

4雙向電泳分選法

雙向電泳(dielectrophoresis，DEP)是微流控芯片上一種常用的細胞分選方法，其原理是不同類型的細胞在電場中介電性質不同，所受介電力的大小和方向不同，在不同介電力作用下向不同方向移動，在電場中實現目的細胞的分選(圖1d).

Alshareef等設計了一種帶有光學透明電極的DEP分選器，該芯片以丙烯酸塑料為頂層材料，玻璃為基底材料，利用不同細胞交流頻率不同的特性，從HCT-116細胞中成功分離出混入的MCF-7細胞，通過設置不同的參數，如交流電頻率、電壓、流速等，可對捕獲效率進行優化，分選效率可達到93%.其他利用雙向電泳原理捕獲細胞的微流控芯片整理于表5.

表5雙向電泳分選法捕獲CTCs文獻總結

雙向電泳法分選CTCs，可直接對細胞進行選擇性操控，無需依賴于CTCs的特異性表面標志物，方便對CTCs進行計數，不同細胞介電特性不同使分選后純度高，此方法最大的優勢是可將不同癌種表面標志物表達相同、尺寸相似、形態相似的細胞分離出來.但是在較大的流速下，微弱的電泳力沒有充足時間感應流過的CTCs，從而難以達到快速分選.該方法存在的另一個問題是電場力可能會對細胞活性和表面特性產生影響，不利于對CTCs進行后續培養和分子特性分析.雙向電泳分選法分選時間長，但準確率高，因此，較適合于少量細胞的分選.

以上我們總結了近些年來用于CTCs捕獲的微流控芯片系統的最新研究進展，抗原-抗體親和性分選法和免疫磁珠分選法特異性高，利用特異性抗體分選出的CTCs可用于進行腫瘤細胞與正常細胞物理特性差異的研究，而依靠物理特征差異分選出的CTCs可用于研究不同的表面標志物表達，分選出不同表型的CTCs可進行單細胞基因組測序、轉錄組測序等.微流控芯片技術由于其自身特點在細胞分選方面具有一定的優勢，包括芯片體積小、速度快、通量高、操作簡便、樣品和試劑消耗低、易在芯片上集成多用途功能部件等.經過十多年的發展，該技術已經在CTCs分選中越來越廣泛的應用，有望在將來成為CTCs富集和檢測工具之一.該技術目前也面臨著一些技術上和臨床上的挑戰：芯片通道空間小，實驗過程中管道容易被堵塞；有些特殊的芯片造價昂貴不便于推廣應用；在進行細胞分選時，有些方法難以確保較高的細胞活性；缺乏統一的CTCs表面標志物等.如何改進微流控芯片技術在進行細胞分選時所遇到的上述問題，充分發揮其優勢，將是接下來研究的關鍵.

CTCs檢測的靈敏度和可靠性非常重要，7.5ml血液中有1～5個CTCs在臨床上都是有意義的，假陰性和假陽性都可能對樣品分析、臨床診斷產生重要影響.隨著納米技術的不斷發展，功能化納米材料修飾的微流控芯片廣泛應用于CTCs的富集和檢測[77].適配體能提供特異性CTCs靶點，因此微流控芯片的應用也許可以向研究基于新的CTCs捕獲探針(如核酸適配體探針等)方面發展，尋找特異性強的適配體探針，以提高CTCs檢測的可靠性.抗體連接的功能性納米粒子能夠為CTCs與抗體的結合提供更大的接觸表面積，因此納米技術也成為細胞分選中備受矚目的一項新技術.另外，采用多種捕獲方法相結合，充分利用各自的優點設計CTCs捕獲微流控芯片是將來的發展趨勢.Karabacak等開發的利用確定性側向位移、慣性聚焦和磁場力分選CTCs的微流控芯片，稱為CTC-iChip，第一部分利用確定性側向位移將紅細胞、血小板與白細胞和CTCs分開，白細胞和CTCs流入下一捕獲單元，第二部分利用彎曲的微管道將白細胞和CTCs按單細胞排列開來，連接了抗白細胞表面抗原的抗體的磁珠與白細胞結合，第三部分的磁場力將連接磁珠的白細胞和CTCs分開，收集口處即可收集CTCs，1h可處理8ml血液，捕獲率高達97%，該芯片已成功實現對癌癥患者外周血CTCs的捕獲，并可進行后續培養、單細胞免疫染色和單細胞轉錄組測序分析；Yu等利用該芯片分離的乳腺癌CTCs，并對捕獲到的CTCs進行了EMT的動態過程分析；還利用分離后培養的CTCs進行藥物敏感性試驗.

現在多種多樣的CTCs分選微流控芯片已經商業化或正在發展成為產品，比如依賴抗體的CTCs芯片(On-Q-ity，Waltham，MA)、依據大小變形性原理的ClearCellTM系統(ClearbridgeBioMedics，Singapore)、依據免疫磁珠的IsoFluxTM系統(Fluxion)、依據流體體動力特征的ApostreamTM(Apocell)和根據雙向電泳原理的DEPArrayTM系統等.然而，不同設備在不同的實驗室中，CTCs的檢測和計數難以確保重復，因此，開發具有高度可重復性的CTCs微流控芯片檢測系統成為當前研究的重點，只有這樣才能成為臨床上可靠、實用的工具，為CTCs檢測、預測病人預后情況、研究癌癥的多樣性以及生物學特征提供更多的可能.相信在不遠的將來，微流控芯片技術在CTCs分離、富集方面的應用將更加成熟，微流控芯片技術在臨床上的應用更加廣泛.

（文章來源:呂曉慶,李雷,陳紅梅,陳鵬,劉靜《微流控芯片技術在循環腫瘤細胞分離中的研究進展》科學網科學網轉載僅供參考學習及傳遞有用信息，版權歸原作者所有，如侵犯權益，請聯系刪除）