用于外周血循环肿瘤细胞单细胞基因突变分析微流控芯片的研究

Peripheral blood circulating tumor cells (CTC) carry the tumor gene information. To detect gene mutation of CTC can meet the urgent need for noninvasive continuous biopsy. Because of the heterogeneity of CTCs, how to accurately determine the mutation in each CTC still faces technical challenges. At present, CTC single cell analysis mainly relies on micromanipulation and complex instruments, which is difficult to be popularized in clinical practice. We intend to develop microchamber array based chip for gene mutation analysis of single-cell CTC. This chip can automatically inhale and separate CTCs into thousands of reaction chambers to achieve single-cell separation . Moreover, this chip integrates biochemical reactions such as cell lysis, reverse transcription, PCR and so on. We can identify the mutation of each cell by simply reading the endpoint fluorescence signal of each chamber. This study will provide an automated and integrated on-chip CTC single cell separation and mutation analysis platform. It will be used for clinical practice and achieve miniaturization in practical clinical application. The results of this project will provide new technology for therapeutic target detection and progress monitoring of tumor, which has far-reaching clinical and social significance.

外周血循环肿瘤细胞（circulating tumor cell, CTC），携带有肿瘤基因信息，对CTC进行基因突变检测，可满足临床上对于非侵入连续活检的迫切需求。因CTC具有异质性，如何准确测定每个CTC细胞的突变状况，仍面临技术挑战。目前CTC单细胞分析主要依赖显微操作和复杂仪器设备，难以临床推广。本项目提出基于自吸入微室阵列的CTC单细胞基因突变分析芯片，可将CTC自动吸入并分散在数千个微反应室中，实现单细胞分离。同时，芯片集细胞裂解、反转录、PCR等生化反应于一体，通过简单读取微反应室终点荧光信号即可确定每个细胞的突变情况。本项目的研究将建立自动化、一体化的片上CTC单细胞分离与突变分析技术平台，并用于临床样本的分析验证，实现小型化、实用化的临床检测应用。本项目的研究成果将为肿瘤药物靶点检测及其进展监控提供新技术，具有重要的临床应用价值和社会意义。

外周血循环肿瘤细胞（circulating tumor cell, CTC），携带有肿瘤基因信息，对CTC进行基因突变检测，可满足临床上对于非侵入连续活检的迫切需求。因CTC具有异质性，如何准确测定每个CTC细胞的突变状况，仍面临技术挑战。目前CTC单细胞分析主要依赖显微操作和复杂仪器设备，难以临床推广。在此，我们发展了一种基于液滴微流体的单细胞突变检测平台。该平台集成了细胞包裹、细胞裂解、聚合酶链反应（PCR）和结果观察功能。液滴的生成速度超过每分钟6000个，一秒钟内可以对600多个细胞进行独立封装包裹。为了验证我们的平台在实际应用中的性能，我们使用我们的平台对4种细胞（白细胞，H1975细胞，H446细胞和A549细胞）进行了突变分析，证明了每个细胞的遗传状态都有明显的区别。这些结果与直接测序结果一致。本项目的研究将有望用于临床样本的分析验证，实现小型化、实用化的临床检测应用。本项目的研究成果将为肿瘤药物靶点检测及其进展监控提供新技术，具有重要的临床应用价值和社会意义。