一種CTCs分選微流控系統(tǒng)

循環(huán)腫瘤細胞（CTCs）存在于癌癥患者外周血中，對癌癥的早期診斷和預后評估具有十分重要的臨床應用價值。然而，CTCs在外周血中數(shù)量極少且具有異質(zhì)性，從血液中檢測及分離CTCs相當困難。傳統(tǒng)的CTCs分選技術(shù)包括密度梯度離心分選、免疫磁珠分選、介電泳分選等，這些方法操作步驟復雜，捕獲效率和純度低，捕獲后的細胞難以釋放且易損傷，不利于后續(xù)分析。

目前CTCs分析的金標準是美國食品和藥物管理局（FDA）批準的Cell Search系統(tǒng)，可檢測轉(zhuǎn)移性乳腺癌、前列腺癌和直腸癌患者血液中的CTCs。但該系統(tǒng)的分離純度極低，只有0.5%，且通過該系統(tǒng)只能對CTCs計數(shù)，不能捕獲和釋放后再分析，在我國已經(jīng)停用。因此，迫切需要發(fā)展新材料、新技術(shù)以實現(xiàn)CTCs的檢測和分離，且具有高捕獲效率、高特異性及高通量。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，近日，中國科學院微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所超導電子學實驗室宓現(xiàn)強課題組將aptamer觸發(fā)的HCR反應（apt-HCR）、魚骨型微流控芯片（HB-chip）與氨基修飾的四面體框架核酸（Tetrahedral DNA framework, TDFs）相結(jié)合，構(gòu)建了一種CTCs分選微流控系統(tǒng)（T-μFDS）。

TDFs不僅可以作為三維支架以醛基-氨基共價結(jié)合的方式固定于玻璃基底上，其頂端探針還可與apt-HCR中的多分支鏈雜交，最終實現(xiàn)CTCs多價捕獲。由于TDF、HCR和aptamer均是DNA分子，可以利用核酸酶消化，實現(xiàn)CTCs無損傷釋放。當靶細胞（MCF-7）數(shù)量為10-10?時，該系統(tǒng)捕獲效率為80.0%-97.4%，捕獲純度為92.0%-96.7%，對MCF-7細胞的釋放效率為96.2%，MCF-7細胞在被捕獲前和釋放后的存活率分別為97.5%和94.6%。該系統(tǒng)具有捕獲效率高、捕獲純度高、釋放效率高和細胞活力維持能力強的巨大優(yōu)勢。結(jié)合微流控芯片技術(shù)，該系統(tǒng)有望實現(xiàn)整體自動檢測和分離CTCs。

相關(guān)論文“Designer Tetrahedral DNA Framework-Based Microfluidic Technology for Multivalent Capture and Release of Circulating Tumor Cells”發(fā)表于國際知名期刊Materials Today Bio（授權(quán)發(fā)明專利201910646213.4）。該論文的第一通訊單位為中科院上海微系統(tǒng)所，通訊作者為上海微系統(tǒng)所宓現(xiàn)強研究員。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2022.100346

審核編輯 ：李倩