近期，長春光機所吳一輝研究員團隊在國際頂級期刊《Biosensors and Bioelectronics》以“Multistage microfluidic cell sorting method and chip based on size and stiffness”為題發表了研究論文，報道了他們在基于微流控芯片的腫瘤細胞無標記分選領域的重要研究進展。
這項研究建立了細胞在側向位移芯片內的流體動力學模型，定量分析了基于細胞體積、楊氏模量等物理參數下的微流控芯片無標記高通量、無堵塞分選方法，優化了芯片陣列，研制出了一種多物理參數分級分選的微流控陣列分選芯片，解決了高通量與高準確性的矛盾；這項研究將細胞剛度有效地納入分類依據，給出了一種控制流體流速使癌細胞與正常細胞間微小剛度差得以在微流動中體現和放大的細胞分離方法和理論依據，構建了從外周血細胞中捕獲和分析腫瘤細胞的分選分析系統，并進行了實際臨床血液樣本測試，這是目前報道的全微流體無標記CTCs較為完整的分選分析系統，結合拉曼光譜分析系統，該系統有可能發展成一站式無標記高性能CTCs分類分析設備。這項工作為利用多種物理性質來分選CTCs提供了一個新的視角，這些物理性質的組合使用可以提高分離特異性并減少細胞異質性的影響。
圖1 多級側向位移微流控分選及拉曼光譜無標分析系統
研究人員使用液滴形微柱新開發了臨界尺寸為8μm和13μm的兩級陣列DLD芯片，該芯片結構簡單，重復性好，對CTCs的分選純度為98.25±2.48%，回收效率為96.30±2.10%，通量高達2mL/min，性能達到國際先進水平。該文研究的相關內容是在國家自然科學基金國家重大科研儀器研制項目《多色拉曼光譜微流控芯片高通量稀有細胞分選系統》的支持下，聯合清華大學、吉林大學團隊于今年3月完成。
