微流控技术研究获新进展

用于评价肿瘤细胞基因表达稳定性的自动化微流控芯片中科院深圳先进技术研究院医工所陈艳副研究员带领的研究团队在微流控技术方面的研究取得重要进展。科研人员研制了用于肿瘤细胞基因表达水平评估的高通量微流控芯片，这一技术可发展成为癌症的早期诊断和分析的新型技术。6月13日，相关研究成果在线发表在国际微流控芯片领域知名期刊Lab on a Chip上。微流控技术是在微米级结构中操控纳升至皮升体积流体的技术与科学，是近十年来迅速崛起的前沿交叉领域。在微流控芯片上进行生化反应具有试剂和样品量少、快速实时、大量样本平行处理、防止样品交叉污染等许多优越性。在最新研究中，医工所科研人员构建了一种独特的集成化微流控芯片，针对不同类型的肿瘤细胞进行大规模的单细胞基因表达分析。单细胞层面的基因表达分析在干细胞和肿瘤疾病研究中具有非常重要的意义。在细胞群中，深入理解基因表达的异质性是了解肿瘤的发生、发展阶段的重要因素，同时在评估基因稳定性、鉴定生物标志物和个性化治疗方面具有巨大的应用前景。然而，肿瘤细胞基因分析需要对大量细胞样本进行处理，传统的方法具有工作强度大，分析通量低等缺点，而此次研发的微流控新技术成功地克服了这些难点，可以同时大批量地对细胞进行独立的自动化分析，防止了细胞间的交叉污染，并可以高效地提取肿瘤细胞的基因表达信息。该团队设计的微型芯片集成了单细胞捕获、裂解、纯化、逆转录等一系列生化样品处理单元，大小为五厘米见方，可通过内置气动微阀实现细胞反应腔的独立寻址，从而实现单细胞处理与分析整个过程的自动化操控。实验结果显示，此平台可以实现细胞基因表达水平稳定性的评估，并通过单细胞水平基因表达分布的模式区分不同类型和不同阶段的肿瘤细胞。这一全新的“芯片实验室”技术具有应用于肿瘤早期诊断领域的巨大潜力。上述研究工作得到国家自然科学基金委，广东省创新科研团队项目以及中科院知识创新工程项目的支持。该研究工作由微纳生物芯片实验室骨干成员张宝月、冯鸿涛和舒伟良完成。（来源：中科院深圳先进技术研究院）