微流控細(xì)胞芯片實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞捕獲及藥物篩選的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、微流控芯片技術(shù)應(yīng)用于細(xì)胞研究具有高通量、高效率、對(duì)細(xì)胞破壞小、與生理環(huán)境相似程度高等優(yōu)勢(shì)。目前，大量研究報(bào)道了微流控芯片技術(shù)在細(xì)胞分選、培養(yǎng)、基于細(xì)胞水平藥物篩選等方面的應(yīng)用，特別是在CTCs檢測(cè)及生物學(xué)研究方面，微流控芯片技術(shù)已經(jīng)成為一種富有前景的分析工具。但是相關(guān)研究在細(xì)胞選擇性、捕獲效率、操作集成度、檢測(cè)靈敏度等方面仍存在不足，不能滿(mǎn)足含量極少的CTCs的臨床研究，該研究的發(fā)展還有賴(lài)于微流控芯片技術(shù)的不斷改進(jìn)。
　　主要研究

2、工作及成果如下：
　　1、設(shè)計(jì)并制作用于腫瘤細(xì)胞捕獲及藥物篩選的微流控細(xì)胞芯片。在綜述國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，基于微流控芯片分析技術(shù)和MEMS加工工藝，自行設(shè)計(jì)并制作含陣列微磁柱和集成6×6陣列微腔的細(xì)胞芯片。含陣列微磁柱細(xì)胞芯片中微磁柱可以產(chǎn)生高磁場(chǎng)力，并能有效增大接觸面積,實(shí)現(xiàn)對(duì)磁性顆粒的高效捕獲；6×6陣列的圓形腔體能夠?qū)崿F(xiàn)梯度濃度藥物的高通量篩選。
　　2、基于內(nèi)吞法和免疫法對(duì)Hep-G2細(xì)胞進(jìn)行磁標(biāo)記，采用含陣列微

3、磁柱細(xì)胞芯片，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞混懸液中磁標(biāo)記細(xì)胞的分離捕獲。在細(xì)胞磁標(biāo)記實(shí)驗(yàn)中優(yōu)化了磁珠用量（0.2mg）、孵育時(shí)間(胞吞法6 h,免疫法30 min)等因素。分別采用含陣列微磁柱細(xì)胞芯片對(duì)內(nèi)吞法制備的DCIONP-HepG2細(xì)胞（DCIONP，葡聚糖包裹超順磁性Fe3O4納米顆粒）和免疫法制備的IMBs-HepG2細(xì)胞（IMBs，免疫磁珠）進(jìn)行分離捕獲：進(jìn)樣流速為25μL/min，對(duì)DCIONP-HepG2細(xì)胞的捕獲率為71％±5.57，而對(duì)

4、血細(xì)胞的捕獲率僅為7.33%±4.51，對(duì)腫瘤細(xì)胞的特異性捕獲率為65.67%±2.89，而對(duì)血細(xì)胞的非特異性捕獲率為7.1%±0.83，干擾較小。當(dāng)血細(xì)胞濃度為100個(gè)/mL時(shí),對(duì)DCIONP-HepG2細(xì)胞的檢測(cè)限為5個(gè)/mL，對(duì)IMBs-HepG2細(xì)胞的檢測(cè)限為8個(gè)/mL；當(dāng)血細(xì)胞濃度為1000個(gè)/mL時(shí)，對(duì)DCIONP-HepG2細(xì)胞的檢測(cè)限為8個(gè)/mL，對(duì)IMBs-HepG2細(xì)胞的檢測(cè)限為10個(gè)/mL。總之，含陣列微磁柱細(xì)胞芯

5、片中微磁柱可以產(chǎn)生高磁場(chǎng)力，并能有效增大接觸面積，以低濃度肝癌細(xì)胞Hep-G2為樣本，開(kāi)展Hep-G2磁標(biāo)記和片上捕獲研究，可實(shí)現(xiàn)癌細(xì)胞Hep-G2特異性捕獲，這為微流控細(xì)胞芯片應(yīng)用于CTCs水平奠定了前期實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　3、采用集成6×6陣列微腔細(xì)胞芯片，開(kāi)展天然產(chǎn)物提取物香柑內(nèi)酯對(duì)肝癌細(xì)胞Hep-G2生長(zhǎng)影響的測(cè)試，用以對(duì)具有抗腫瘤活性藥物實(shí)現(xiàn)藥效的初步篩選。利用該芯片系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了肝癌細(xì)胞Hep-G2連續(xù)72 h的片上培養(yǎng),

6、臺(tái)盼藍(lán)染色實(shí)驗(yàn)顯示細(xì)胞存活率達(dá)到90%以上。以系列濃度的香柑內(nèi)酯處理細(xì)胞12~48 h，CFSE染色后，采用原位熒光檢測(cè)方法對(duì)細(xì)胞活性進(jìn)行定性及定量檢測(cè)。與對(duì)照組相比,實(shí)驗(yàn)組腔體中細(xì)胞較為稀疏,細(xì)胞間隙大,部分細(xì)胞變圓,體積變小,甚至于脫落,隨培養(yǎng)基的更替流出腔體。因此香柑內(nèi)酯能有效抑制人肝癌細(xì)胞Hep-G2的增殖，且呈濃度-時(shí)間依賴(lài)性，半數(shù)抑制濃度IC50約為47.5μmol/L。結(jié)果與常規(guī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)MTT法檢測(cè)結(jié)果具有很好的相符性，顯