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目的:传统的基于抗体捕获循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cells,CTCs)的方法存在捕获效率较低的问题,且会损害细胞活性。本研究利用微流控芯片灵活可变的设计及有效的芯片表面修饰,与基于抗体捕获CTCs的方法进行创新性结合,并对整体的芯片捕获系统进行参数优化,以达到提高CTCs捕获效率的目的、同时可与临床检测相结合、并能够有效减少对细胞的生理性损伤。方法:本实验属于方法学研究,将本文建立方法与流式细胞仪对细胞的捕获效率进行分析比较,确定方法的可靠性。本实验主要是通过对芯片内部化学修饰的操作来提高捕获效率,利用生物素(biotin)与链霉亲和素(streptavidin)结合系统将一段DNA片段修饰在芯片通道内部,再结合上上皮细胞黏附分子(epithelial cell adhesion molecule,EpCAM)抗体,使得抗体完全暴露在芯片的液流区,通过这个伸出去的触手“DNA片段”,来实现高效捕获表面表达EpCAM的肿瘤细胞。本文主要分三个部分来优化和论证其可行性:1、通过一系列参数优化,使芯片捕获系统能够稳定捕获CTCs。2、与流式细胞仪进行对比,论证芯片的可行性。3、使用该方法对模拟样本进行检测,并通过与流式细胞仪捕获结果进行对比,论证临床实用性。结果:1、经过一系列参数优化,确定在以下实验条件下,芯片对CTCs细胞的捕获效率最高:PBS缓冲液冲洗速率为3μL/min、芯片通道宽度300μm、DNA片段长度为482bp、DNA片段浓度为150ng/mL、EpCAM抗体浓度为40ng/mL。2、优化后芯片对CTCs的捕获效率为80.8±4.7%,明显优于流式细胞仪标记效率67.3±2.0%。3、临床样本检测中,在正常外周血中分别混入MCF-7细胞的浓度为0、8、16、24、32和40×10~4个/mL,芯片捕获效率分别为4.4±0.7%、54.2±4.1%、60.0±4.0%、69.0±4.5%、71.3±3.3%和74.2±2.1%,流式细胞仪细胞标记效率分别为-0.5±0.2%、36.7±5.0%、29.7±4.0%、42.7±4.4%、44.5±3.2%和37.1±2.5%。结论:芯片捕获系统在PBS缓冲液冲洗速率为3μL/min、芯片通道宽度为300μm、DNA片段长度为482bp、DNA片段浓度为150ng/mL和EpCAM抗体浓度为40ng/mL时,捕获效率最佳;捕获效率优于流式细胞仪细胞标记效率;临床样本检测优于流式细胞仪细胞标记效率。