循环脑肿瘤细胞的研究

　　循环肿瘤细胞是从原始或转移性肿瘤中脱落并在外周血液中循环的稀有细胞群。作为非侵入性癌症检测的潜在生物标志物，CTCS它在癌症治疗中起着关键作用，因为它可以用于早期转移诊断。由于人血中的人血。CTC浓度很低，所以富集是合适的检测CTC重要的预处理步骤。基于微流控技术的微操作技术可以分离单个细胞进行进一步的生物分析。

　　与传统方法相比，微流体设备具有高通量、效率和灵敏度等优点。除了对临床应用具有重要意义外，CTC枚举也可用于评估癌症的治疗效果。

　　在过去的几十年里，四氯化碳浓缩技术引起了较大的关注。由于稀薄和CTC肿瘤细胞在外周血液中的循环是由硬物理决定的真实生理状态。各种浓缩技术为CTC相继出台，可分为正负富集。正富集利用物理或生物学特性捕获四氯化碳，消除正常血细胞。它带来更高的隔离效率纯度，但由于其隔离条件而产生偏差。另一方面，负浓缩可以捕获正常血细胞并消除CTC。可以分离异质CTC纯度相对较低，而大量捕获血细胞的抗体成本较高。

　　此外，阳性富集可分为亲和结合法和无标签法。为丰富的CTC，这些设备通常使用肿瘤细胞的两个关键性质的大小和特定的上皮标记蛋白，如正常血细胞EPCAM。亲和结合方法表明，CTCS膜上的特定抗原或生物标志物可以被其相应的抗体靶向。EPCAM是捕获CTC众所周知和广泛研究的抗原是由上皮癌表达的。CELLSEARCH该系统是的商业产品，并通过了美国FDA临床验证的CTC枚举，它使用抗性EPCAM分离共轭铁磁纳米颗粒CTC。

　　它具有很高的重现性和一致性。然而，根据其分离能力，只有一半的转移性癌症患者可以被诊断并有明显的局限性，即在枚举细胞后无法获得细胞异质性。基于亲和力的方法也存在上皮间质转化的问题，减少了EPCAM抗体的结合效率。相比之下，依赖细胞大小的无标记CTC分离技术就是分离CTC循环肿瘤衍生细胞较可靠的方法之一。物理基于属性的分离CTC具有解决亲和力分离方法缺点的电位。

　　分离富集后，细胞活力和基因表达保持不变，使四氯化碳分子分析成为可能。临床上，患者外周血中可能有许多不同类型的四氯化碳，只有一个或几个亚群有转移表型。通过肿瘤细胞的大小，预计可以分离出各种形状的癌细胞。基于微流体的几种无标签方法，包括微柱过滤、确定性侧向位移阵列和惯性升力流。因此，将CTC与其他健康血细胞胞是较的特征。

　　其中，根据细胞大小和可变形性的变化，微柱过滤富集捕获一系列微型捕获陷阱结构中的四氯化碳。结合微涡流和可变形细胞技术CTC富集和计数。矩形容器中产生的微涡旋捕获并释放了较大的细胞。DC该技术可以快速记录图像，并提供单个细胞的生物物理信息。临床样品分离效率高达93.8%，这是较好的基于芯片的分离设备之一。开发了一种利用振荡流迫使振荡流的方法CTC和血细胞通过一系列微缩颈缩的微流控芯片。

　　它能引导细胞在不同的流动路径中分离和收集。另一种基于尺寸的分离方法是惯性聚焦微流体。当细胞在平坦狭窄的线性通道中流动时，它们也会受到剪切梯度提升力和壁效应提升力的影响。不同大小的细胞受到不同的力，微涡旋分离。介电电泳也是一种无标记的方法，可以通过不同细胞在不均匀电场下的不同介电特性进行分离。

　　这种现象的一种应用是由于MOON介电泳流分离系统可在不到1小时的时间内处理10个介电泳流分离系统ML临床样品。虽然各种细胞可以通过上述微流体通道从数十亿正常血细胞中分离出来，但分离效率和吞吐量产量仍需提高。传统的无标记细胞分离技术具有流速快的优点。内皮细胞下的快速流速暴露于过度的剪切应力和机械刺激，影响细胞功能和基因表达。

　　为了弥补这些问题，研究人员报告了一种用于分离和回收血细胞的多级微流控芯片。通过一阶段的初步分离，20个鱼骨单元有45个°角对称菱形腔。为了获得高分离效率，二阶段包括一个矩形水库来洗脱非靶细胞。三阶段是由惯性聚焦微通道组成的主要分离区。通过用惯性力迁移肿瘤细胞的流动路线进行分离，可以好转其他微流量控制设备中的一些障碍，如阻塞、细胞应力和细胞损伤。

　　为了进一步研究，采用低流速来提高细胞的存活率。并充分利用流体力学理论实现连续颗粒流分离的目的。研究人员工作的新颖性是双重的。首先，利用这种多阶段的微流控芯片，成功实现了标准化和临床人体血样的快速分离，合适回收了四氯化碳。胶质母细胞瘤是人类中枢神经系统中较常见、较恶性的，脑肿瘤转移的隐性被认为是外周血循环。

　　其次，初步分离、洗脱非目标细胞和惯性聚焦过程的结合可以实现CTC一站式分离。免除了使用RBC裂解缓冲液或离心沉降的预处理过程。这需要训练有素的人员、笨重的仪器和额外的样品处理时间，并可能失去四氯化碳，损害其生理特性。因此，研究人员的工作可以进一步研究CTC分析和个性化癌症治疗做出重要贡献。

　　为了评估设备的性能，使用了8台UM和15UMPS微球混合物优化流速，达到较佳分离效率。流速从3到30UL/MIN不等。在微球直径的情况下，运动路径由于惯性升力和牵引力在芯片的四个功能部分扩散。在不同流速下收集并计数的PS微球的数量。它表明9UL/MIN使用该设备进一步分析分离U87细胞和RBC较佳流速。当流速低于9UL/MIN注意惯性升力FL它是关注微球平衡位置的主要机制。

　　随着流量的增加，大微球的分离效率增加。在较佳流量下，惯性升力之间的平衡FL和DEAN阻力FD将大微球与小微球分开进行单流聚焦。当流量增加超过9时UL/MIN时，来自DEAN流动阻力增强，影响微球惯性升力平衡位置。它减少了大微球靠近外通道壁的平衡位置，分散了小微球的流线。因此，随着流量的增加，分离效率降低。

　　多级微流控芯片用于实际人类细胞的可行性，从人类细胞的可行性出发，RBC中分离了U87细胞。U87细胞的直径约为157UM，呈球形。人类红细胞的直径为6-8UM，呈双凹形。U87细胞和RBC主导力可能惯性提升升和DEAN由于直径不同，拖曳力发生了变化。用于较佳流速分离U87细胞。人红细胞通过离心从全血中提取，稀释十倍。将U87细胞以1:5000的比例与稀释的人混合RBC中。

　　将样品以各种流速引入芯片。混合细胞通过鱼骨部分，不同大小的细胞将位于不同的区域，以平衡变化引起的惯性力。U87细胞集中在通道的中间区域。尽管如此，RBC或横向迁移到膨胀室，并不断迁移到下一个单元。因为U87细胞倾向于服从微流体流动模式，具有惯性效应，与通道结构的变化无关。对RBC惯性的影响可以忽略不计。

　　随着鱼骨通道的不断扩大，初始分离的效果值得进一步加强。它为RBCS提取的后续预处理已准备好。因为U87细胞倾向于服从微流体流动模式，具有惯性效应，与通道结构的变化无关。

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