0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看威廉希尔官方网站 视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

一种用于富集循环肿瘤细胞的螺旋微流控芯片设计

微流控 来源:微流控 2023-11-10 09:17 次阅读

循环肿瘤细胞(CTCs)被认为是最有前景的液体活检生物标志物之一,可用于在治疗监测和癌症管理过程中获得肿瘤演变的实时信息。然而,虽然循环肿瘤细胞具有巨大的应用潜力,但是其目前在临床实践中的应用主要局限于预后分层和监测。从外周血细胞中高效地分离数量稀少的循环肿瘤细胞仍然是阻碍其在常规临床实践中广泛应用的主要挑战,因为这一挑战限制了对循环肿瘤细胞的灵敏识别和表征分析。

据麦姆斯咨询报道,为了解决上述挑战,来自土耳其微型生物系统公司(Mikro Biyosistemler A.S.)和中东威廉希尔官方网站 大学(Middle East Technical University)等机构的研究人员提出了一种新颖的螺旋微流控通道设计。首先,该微流控通道的前端被设计为双阿基米德螺旋形状。其次,研究人员采用二维(2D)数值interwetten与威廉的赔率体系 设计了具有不对称水翼形状的连续流线型微柱的加宽出口。这种单入口、双出口的微流控通道能够实现高通量(1500 μL/min)操作,而且无需在入口处使用鞘流,从而简化了整体操作。相关研究成果近期以“Analytical Validation of a Spiral Microfluidic Chip with Hydrofoil-ShapedPillars for the Enrichment of Circulating Tumor Cells”为题发表在biosensors期刊上。

c3763714-7f65-11ee-939d-92fbcf53809c.png

图1 (a)出口部位有分离壁的典型阿基米德螺旋微流控通道;(b)出口部位加宽的螺旋微流控通道;(c)出口部位加宽并带有水翼的螺旋微流控通道

c387a1fc-7f65-11ee-939d-92fbcf53809c.png

图2 带有水翼的加宽出口部位的二维数值模拟分析

为了验证这种螺旋微流控通道设计(5H-50)的有效性,研究人员利用5 mL加标了100个MCF-7细胞(人乳腺癌细胞)的健康血液样本对其与两种基准设计(第一种:出口部位无加宽通道和水翼结构的螺旋微流控通道设计(BARE);第二种:出口部位有加宽通道但无水翼结构的螺旋微流控通道设计(BARE-W))进行了对比测试。

测试结果证明,在流速为1500 µL/min的情况下,基于5H-50设计的微流控芯片在MCF-7细胞回收率方面明显更胜一筹(其回收率为67.9%;基于BARE设计的微流控芯片的MCF-7细胞回收率为23.6%;基于BARE-W设计的微流控芯片的MCF-7细胞回收率为56.7%),但其白细胞(WBC)耗尽率却略低(其耗尽率为94.2%;基于BARE设计的微流控芯片的白细胞耗尽率为98.6%;基于BARE-W设计的微流控芯片的白细胞耗尽率为94.2%)。

c392ec60-7f65-11ee-939d-92fbcf53809c.png

图3 利用微加工工艺制备的硅-玻璃基微流控芯片:(a)基于BARE设计的微流控芯片及其通道结构的扫描电子显微镜(SEM)图像;(b)基于BARE-W设计的微流控芯片及其通道结构的SEM图像;(c)基于5H-50设计的微流控芯片及其通道结构的SEM图像

c39eb45a-7f65-11ee-939d-92fbcf53809c.png

图4 加标实验中,基于5H-50、BARE-W和BARE设计的微流控芯片的白细胞损耗率和MCF-7细胞回收率

随后,为了进一步验证这种螺旋微流控通道设计(5H-50)的广泛适用性,研究人员分别利用A549(肺癌细胞)、SKOV-3(卵巢癌细胞)和BT-474(乳腺癌细胞)细胞对该设计进行了进一步测试。测试结果显示,基于5H-50设计的微流控芯片对3种细胞的回收率分别为62.3% ± 8.4%、71.0% ± 6.5%和82.9% ± 9.9%。该结果与各细胞的大小和变形性差异有关,即细胞的尺寸增大和变形性减小会对回收率产生正向影响。

c3ae69a4-7f65-11ee-939d-92fbcf53809c.png

图5 基于5H-50设计的微流控芯片对健康血液样本(5 mL)中加标的MCF-7(n = 8)、A549(n = 5)、SKOV-3(n = 7)和BT-474(n = 5)细胞的回收率

最后,研究人员对经过该螺旋微流控芯片处理前后的细胞进行了分析,分析结果表明,细胞活性未受影响。此外,通过利用这种螺旋微流控芯片以及第二代测序威廉希尔官方网站 (NGS)、免疫荧光和荧光原位杂交/RNA-原位杂交(FISH/RNA-ISH)威廉希尔官方网站 ,可以在单细胞水平上对循环肿瘤细胞的DNA、蛋白质和基因表达水平进行快速、精确的表型表征。

展望未来,研究人员的下一步工作主要为利用乳腺癌和非小细胞肺癌患者的血液样本对所设计的螺旋微流控芯片进行下一步的验证研究。此外,研究人员还将致力于循环肿瘤细胞富集工作流程的自动化,以减少手动操作时间,并使其更好地适用于临床实验室中已开发的工作流程。随着其以标准化方式识别循环肿瘤细胞上相关生物标记物的能力得到验证,该工作流程有望通过生成临床可操作数据,用于患者随访、治疗指导和精准医疗,从而在揭示循环肿瘤细胞的临床效用方面更进一步。







审核编辑:刘清

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • SEM
    SEM
    +关注

    关注

    0

    文章

    219

    浏览量

    14437
  • 微流控芯片
    +关注

    关注

    13

    文章

    272

    浏览量

    18835
  • MCF
    MCF
    +关注

    关注

    0

    文章

    7

    浏览量

    18688

原文标题:用于富集循环肿瘤细胞的螺旋微流控芯片

文章出处:【微信号:Micro-Fluidics,微信公众号:微流控】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    玻璃芯片的特点

    玻璃芯片作为一种重要的控器件,具有许多独特的特点,使其在各种
    的头像 发表于 12-13 15:26 114次阅读

    常用的芯片类型

    芯片一种集成了多种尺度功能单元的微型设备,它能够在微米级别上精确操控流体,广泛应用于
    的头像 发表于 11-21 15:13 373次阅读

    使用原代肿瘤细胞进行药物筛选的数字控系统

    不佳甚至会产生不良反应。临床数据表明,某种药物对癌症的治疗过程有大量基因参与,基于基因的精准医疗难以满足患者需求。从患者活检或肿瘤样本中对原发性肿瘤细胞进行药物筛选可提供关于特定肿瘤
    的头像 发表于 11-18 10:05 645次阅读
    使用原代<b class='flag-5'>肿瘤</b><b class='flag-5'>细胞</b>进行药物筛选的数字<b class='flag-5'>微</b><b class='flag-5'>流</b>控系统

    S型芯片的优势

    芯片的基本概念 芯片,也被称为芯片实验室
    的头像 发表于 11-01 14:30 272次阅读

    ATG-2000系列功率信号源在介电电泳细胞分选测试中的应用

    分离和富集,如白细胞、红细胞、癌细胞循环肿瘤细胞
    的头像 发表于 10-12 16:27 176次阅读
    ATG-2000系列功率信号源在介电电泳<b class='flag-5'>细胞</b>分选测试中的应用

    宽带功率放大器基于控威廉希尔官方网站 的细胞分选的应用

    实验名称:基于控威廉希尔官方网站 的细胞分选和单细胞分析用于肿瘤药物敏感性研究研究方向:生物医疗实验原理:
    的头像 发表于 08-06 14:37 1899次阅读
    宽带功率放大器基于<b class='flag-5'>微</b><b class='flag-5'>流</b>控威廉希尔官方网站
的<b class='flag-5'>细胞</b>分选的应用

    玻璃芯片前景分析

    玻璃芯片一种由玻璃制成的小型装置,用于尺度水平上操纵和分析流体。 它由在玻璃基板上蚀
    的头像 发表于 07-21 15:05 489次阅读
    玻璃<b class='flag-5'>微</b><b class='flag-5'>流</b>控<b class='flag-5'>芯片</b>前景分析

    基于控的纳米细胞芯片用于肺癌免疫治疗的精准预测

    免疫疗法是临床上最具有前景的肿瘤治疗方式之。该疗法采用PD-L1抑制剂等免疫检查点抑制剂(ICI),重新激活癌症患者体的免疫细胞,提高对肿瘤细胞
    的头像 发表于 05-07 11:34 1820次阅读
    基于<b class='flag-5'>微</b><b class='flag-5'>流</b>控的纳米<b class='flag-5'>细胞</b><b class='flag-5'>芯片</b>,<b class='flag-5'>用于</b>肺癌免疫治疗的精准预测

    一种用于液滴中单细胞无标记分析的液滴筛选(LSDS)方法

    基于液滴的单细胞分析是一种非常强大的工具,可用于以单细胞分辨率研究表型和基因组异质性,从而解决各种生物问题。
    的头像 发表于 03-26 11:17 548次阅读
    <b class='flag-5'>一种</b><b class='flag-5'>用于</b><b class='flag-5'>微</b>液滴中单<b class='flag-5'>细胞</b>无标记分析的液滴筛选(LSDS)方法

    介绍一种用于绝对定量的腔式数字PCR芯片

    本文提出一种腔式数字PCR芯片。作者将两层微结构背对背堆叠在起使得在不改变
    的头像 发表于 03-04 10:15 870次阅读
    介绍<b class='flag-5'>一种</b><b class='flag-5'>用于</b>绝对定量的<b class='flag-5'>微</b>腔式数字PCR<b class='flag-5'>微</b><b class='flag-5'>流</b>控<b class='flag-5'>芯片</b>

    安泰ATA-7050高压放大器在细胞分选中的应用

    细胞分选是一种用于分离和鉴定生物样本中特定类型细胞的威廉希尔官方网站 ,其原理基于将生物
    的头像 发表于 03-01 16:56 414次阅读
    安泰ATA-7050高压放大器在<b class='flag-5'>微</b><b class='flag-5'>流</b>控<b class='flag-5'>细胞</b>分选中的应用

    基于双极性电极的芯片用于生物颗粒和细胞分选

    在生物化学应用中,对细胞或颗粒进行无鞘聚焦和分选是个重要的预处理步骤。以往的分选方法大多依赖于使用鞘流来实现高效的细胞聚焦。
    的头像 发表于 02-25 10:09 1315次阅读
    基于双极性电极的<b class='flag-5'>微</b><b class='flag-5'>流</b>控<b class='flag-5'>芯片</b>,<b class='flag-5'>用于</b>生物颗粒和<b class='flag-5'>细胞</b>分选

    基于离子浓度极化的控平台用于ctDNA的高灵敏度检测

    循环肿瘤DNA(circulating-tumor DNA,ctDNA)是指人体血液中肿瘤细胞体细胞DNA经脱落或者当细胞凋亡后释放进入
    的头像 发表于 01-23 10:36 630次阅读
    基于离子浓度极化的<b class='flag-5'>微</b><b class='flag-5'>流</b>控平台<b class='flag-5'>用于</b>ctDNA的高灵敏度检测

    基于磁性探针的级联相转移芯片用于循环肿瘤细胞检测

    癌症作为全球第二大死因,每年导致约1千万人死亡。循环肿瘤细胞(CTCs)是指从原发肿瘤病灶脱落并进入外周血液循环的各类
    的头像 发表于 01-16 10:39 1715次阅读
    基于磁性探针的级联相转移<b class='flag-5'>微</b><b class='flag-5'>流</b>控<b class='flag-5'>芯片</b><b class='flag-5'>用于</b><b class='flag-5'>循环</b><b class='flag-5'>肿瘤</b><b class='flag-5'>细胞</b>检测

    一种光固化通道数字芯片(pCDMF)

    数字PCR(dPCR)是一种用于核酸绝对定量的强大威廉希尔官方网站 ,具有超高灵敏度。然而,个不可或缺的过程——核酸提取(NAE)难以与dPCR整合到个单
    的头像 发表于 01-03 10:35 710次阅读
    <b class='flag-5'>一种</b>光固化通道数字<b class='flag-5'>微</b><b class='flag-5'>流</b>控<b class='flag-5'>芯片</b>(pCDMF)