循环肿瘤细胞高分选SERS微流控芯片便携拉曼检测系统

Detection of CTCs tumor cell in the peripheral blood can contribute to giving early-diagnosis of cancer and evaluating chemotherapeutic efficacy and providing chemotherapeutic plan. However, the number of CTCs tumor cell in the peripheral blood is rare and easily apoptosis. In the present project, we will utilize microfluidic chip combined with protable SERS technology for giving rapid and high throughput detection of CTCs tumor cell in the peripheral blood. We will design antibody-functionalized magnetic plasmonic micro-nanoparticles for trapping CTCs tumor cell. We will choose nanoprobes with high SERS performance for giving biofunctionalization so as to effectively interact with CTCs tumor cell. We will design novel microfluidic channel for separating and accumulating CTCs tumor cell. Finally, we will plan to use the homemade magnetic-microfluidic chip/protable SERS apprartus to detect CTCs tumer cell in the peripheral blood so as to achieve ultrasensitive recognition of CTCs tumer cell.

在外周血中检测循环肿瘤细胞（Circulating Tumor Cells，CTCs）有助于癌症的早期诊断、判断疗效、个体化治疗方案制订。然而CTCs在外周血中的数量极少且极易凋亡。本项目拟采用申请人长期积累的具有痕量识别效果的SERS微流控芯片技术与超快的拉曼光谱检测技术相结合，应用于血液中CTCs的痕量物质检测,以期实现新鲜血液样品快速、高通量在线检测。项目以设计特殊等离子激元磁性微纳米复合粒子为出发点；通过筛选出适合于不同循环肿瘤细胞种表面的探针，在等离子激元磁性微纳米复合粒子表面修饰组装；根据CTCs在全血中的分布特征，设计形成具有分选、孵育、富集的微流通道；同时赋予芯片通过一个可控的多元微交变电磁场，以实现有效捕捉CTCs和实施拉曼光谱采集以及细胞计数。在此基础上实现超灵敏、高分选外周血全血检测系统。

按项目研究计划，项目基于SERS微流控芯片和便携拉曼技术的结合，对外周血中循环肿瘤细胞（CTC）分选检测。在项目研发过程中，我们筛选形貌可控的磁性纳米颗粒用于合适的CTC细胞分选检测的纳米材料，以磁性纳米颗粒作为模板，组装生长金银来获取高敏感的表面增强拉曼性能以满足微流控芯片对CTC超敏感检测的需求。为了能够满足血液中微流控芯片分选CTC细胞的需求，项目研发中对等离激元磁性纳米组装体进行金属有机骨架的外覆功能化，增强其在血液中的稳定性。为了能够实现CTC细胞的高结合能力以满足微流控芯片分选检测的需求，我们对自行研发的无机/有机杂交纳米材料进行了生物功能化，能在血液环境中对CTC细胞特异高效的识别结合。最终，我们设计并运用SERS微流控芯片实现的CTC细胞的痕量检测。同时，由于项目中新颖的的无机/有机杂交纳米材料兼具了高效富集能力，项目完成了对微流控芯片分选的肿瘤细胞进行了有效的化学治疗（ChT）。通过本项目的研究，采用微流控/SERS/ChT联用技术完成了肿瘤细胞的选-诊-疗。