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目的:建立一种新型栅形微纳芯片捕获非小细胞肺癌患者循环肿瘤细胞(circulating tumor cell,CTCs)的方法,以便有助于肺癌诊断、病情评估、监测疗效和判断预后。方法:(1)实验室自主建立一套CTCs分离系统,由基于栅型微纳滤膜芯片组装的CTCs分离捕获装置(3-D栅形夹心结构)、微量注射泵和蠕动泵这3个主要环节组成;(2)培养肺癌A549细胞株,并用此细胞探索CTCs分离系统优化的运行条件,包括栅形芯片孔径的尺寸、流体的速度、抗细胞黏附的表面活性剂的比例;(3)将不同数量(50~250个)的肺癌A549细胞混入2ml正常人外周血中模拟肺癌患者的外周血标本,用本研究建立的CTCs分离系统把血样里的A549细胞过滤、分选出来,然后把分离富集到的A549肺癌细胞与FITC标记Ep CAM抗体进行反应,免疫荧光染色后在显微镜下计数,判断该检测平台对全血中A549细胞的敏感性和回收情况;(4)用临床肺癌患者外周血验证这种CTCs检测方法是否具有可行性。结果:5μm~8μm孔径的栅型微纳芯片对A549细胞悬液中肺癌细胞捕获率的差异均有统计学意义(P<0.05),随着芯片孔径增大,捕获率逐渐降低,5μm和6μm芯片的选择性相对较好且有统计学意义(P<0.05)。A549细胞悬液在不同流速条件下的捕获率差异有统计学意义,相关系数为0.973(P<0.05),回归方程为Y=-88.6X+108.7(双侧P<0.01),且滤出液和转移液中A549细胞直径差异均有统计学意义(P<0.05),随着流速的增大,6μm孔径的栅型微孔滤膜芯片对A549细胞的捕获率、选择性和过滤时间均逐渐降低。PBS缓冲液中表面活性剂比例大于1:20时,表面活性剂对A549细胞直径大小的影响存在统计学差异(P<0.05),该比例与A549细胞直径线性相关,相关系数为0.918(P<0.05),线性回归方程为Y=1.862X+16.274;同时,PBS缓冲液中表面活性剂比例与离心后未破碎A549细胞数目线性相关,相关系数为0.912(P<0.05),线性回归方程为Y=-2266.42X+91.887,表面活性剂比例越低,离心后未破碎的A549细胞数目越多。流速和表面活性剂的比例可以影响全血上样时芯片膜表面细胞残留堆积情况。在本实验中,当以栅型微纳芯片孔径为6μm、微量注射泵流速为0.15ml/min(蠕动泵流速为0.3ml/min)、PBS冲洗液中表面活性剂比例为0.2:20的条件进行过滤分离时,A549细胞捕获率和选择性较好,实验耗时较短、细胞形态及完整性的影响较小,芯片滤膜上血细胞残留堆积最少,便于肿瘤细胞下一步的鉴定和观察识别。在健康志愿者2 ml外周血中混入不同数量(50、100、150、200、250个)A549细胞后进行分离富集,A549细胞的回收率在80%~90%之间,对A549细胞加入数目和A549细胞回收率进行卡方检验,差异有统计学意义(双侧P<0.05),且两者线性相关,相关系数为0.983(P<0.05),线性回归方程为Y=0.046X+79.3,血标本中混入的A549细胞数量越多,检出细胞数也越多。应用本实验CTCs捕获方法检测临床肺癌患者外周血,能够初步分离出肺癌细胞。结论:本实验建立了一种新型栅形微纳芯片检测CTCs的方法,依据CTCs与正常血细胞尺寸大小、核变形性不同进行分选,并结合荧光抗体免疫反应进行鉴别。目前能够初步捕获到临床非小细胞肺癌患者外周血中的CTCs。