基于微流控芯片的多检测手段兼容的负向CTC快速鉴定技术

来源 :武汉纺织大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangyang_8591
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近几十年,由于人类生存环境的不断恶化以及食品安全、老龄化加剧等问题的出现,恶性肿瘤迅速攀升成为全世界人类的主要死亡原因之一,而大部分肿瘤患者病情的加重是由于病情诊断不及时和肿瘤细胞的扩散导致的。循环肿瘤细胞(Circulating Tomor cell,CTCs)是指病灶肿瘤脱落下的进入人体外周血的肿瘤细胞,由于会随血液在人体内流动,所以被称为循环肿瘤细胞。有多项研究表明,循环肿瘤细胞的检测有重要的临床意义,例如:对病人病情的进行预测,病人的预后判断,制定靶向治疗方案等。但是由于CTC在病人体内的含量稀少,所以对CTC进行富集就是检测过程中必须面对的问题,同时肿瘤细胞在转移过程中的突变会导致细胞表面的标志物发生改变,也会对肿瘤细胞的富集有较大影响,并且在检测过程中过于依靠人工操作,会导致操作误差较大,影响最后的检测结果。本论文针对上述鉴定CTC的一系列问题,提出了一种基于微流控芯片的多检测手段兼容的负向CTC快速鉴定技术,本设计针对CTC检测过程中的样本处理、CTC富集、抗体特异性识别等问题进行了一系列探究。本课题主要工作如下:首先,结合全血种血液细胞的形态学特征,设计并制作了一套基于尺寸分离方法的斜面微流控芯片来对病人全血样品进行CTC富集处理;并结合自主设计的多通阀搭建了一套半自动实验装置,可以实现芯片内的样本进样以及后续抗体识别的半自动控制;在微流控芯片和半自动实验装置的基础上进行了CTC富集,来证明课题方案的可行性。其次,由于芯片的尺寸筛选功能只能对血液中的细胞进行初步筛选,对于尺寸和CTC接近的白细胞无法做到有效区分,所以还需芯片捕获到的细胞进行特异性识别,本实验通过携带CD45抗体的免疫微球对芯片内细胞进行特异性识别,由于CD45抗原只存在于白细胞表面,所以免疫微球会和白细胞发生特异性结合,其在明场下可以明显区分于CTC,实现明场下CTC的鉴定。最后还通过测算细胞表面的积分光密度值对实验结果进行具体量化处理,利用IPP(Image-Pro Plus)软件对实验结果的图像进行处理,测算出细胞表面的积分光密度值,对实现CTC鉴定提供数据支持。本课题利用免疫微球对白细胞的特异性识别,结合微流控芯片技术实现了CTC的反向明场鉴定,相比于现有技术有效避免了肿瘤细胞异质性对CTC临床检测的影响,同时降低了对检测设备的要求(不需使用荧光模块的显微镜),提高了检测的自动化程度。进一步,该方法可以和现有的多种检测方法结合使用。基于以上本课题所设计的CTC鉴定技术在基层医疗单位中具有广泛的应用前景。
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