基于液滴微流控的单个肝癌循环肿瘤细胞信号通路关键蛋白质分析检测研究

In this project, multi-functional gel microspheres will be prepared by droplet-based microfluidic chip for researching the signal pathway proteins of circulating tumor cell. It will address the limitations of traditional biological technology. Gel microspheres containing single cell have the function to achieve single cell cracking, the target protein specific capture and nonspecific protein release. Combing the droplet micro-enzyme-linked immunosorbent enzyme amplification and flow cytometry, it can realize high-throughput, high sensitivity and rapid single cell intracellular proteins analysis. On this basis, it can obtain the abnormal expression and dynamic regulation of the key protein from single rare cell signal transduction, discover heterogeneity, and provide a theoretical basis for exploring disease and new targets for antitumor.

申请项目提出通过液滴微流控芯片技术制备多功能凝胶微球用于单个循环肿瘤细胞信号通路蛋白质的分析检测研究，以解决传统生物学技术的局限性。通过液滴微流控芯片技术产生功能化的单细胞凝胶微球，以实现凝胶微球中单个细胞的裂解、目标蛋白质特异性捕获、非特异性蛋白质释放等一系列过程。并与液滴微型酶联免疫吸附-酶放大技术、流式细胞分选检测技术相结合，用于单细胞胞内蛋白质的高通量、高灵敏度、快速分析。以此为基础，研究单个循环肿瘤细胞信号转导关键蛋白质的动态调控和异常表达，发现其异质性表现，为探索疾病致病机制和寻找新的抗肿瘤靶点提供理论依据。

不同的细胞个体之间具有差异性，为了如实地反映细胞在结构和功能上对生物系统的正常运转所起到的作用，就必须从单细胞水平上对细胞中物质的组成和含量进行分析研究。单细胞分析（细胞内或细胞外）在阐明细胞多样性和异质性方面起着重要作用，但是单细胞分析研究却由于细胞的极小体积、极多的物质种类、极少的物质含量以及不同物质间显著的浓度差异而受阻。本项目首先构建了基于表面增强拉曼和MALDI的高灵敏检测方法，接下来构建单个细胞的表面等离子体增强微胶囊，可有效对单个细胞进行高灵敏的SERS检测和MALDI检测，实现了对单个细胞在无损状态下的高灵敏无标记检测。