Small Methods: 等离激元芯片界面上的细胞操控与检测应用

液体活检由于副作用小、非侵入、实时等优势广泛应用于肿瘤诊断、治疗和预后检测,尤其是循环肿瘤细胞分析为肿瘤精确筛查、疗效评估、患者分期和转移/复发研究提供了新方法。开发新型循环肿瘤细胞筛选分析方法用于临床诊断需要满足多个要素:Ⅰ)低浓度捕获;Ⅱ)单细胞级别分析;Ⅲ)适用于临床血液检测;Ⅳ)快速且可大规模应用等。

图例a)微流控循环肿瘤细胞筛选过程的正面图和截面图效果图;b)等离激元芯片的照片及电镜表征;c)等离激元芯片在磁力场下的多重近红外荧光检测。

近日,上海交通大学生物医学工程学院钱昆团队联合美国斯坦福大学戴宏杰团队和达特茅斯学院张晓晶团队,针对以上问题设计了一种新型循环肿瘤细胞筛选检测方法,通过免疫磁珠的特异性结合实现了对低浓度循环肿瘤细胞的高效富集,进而通过磁力场对细胞的可控挤压实现了循环肿瘤细胞的高灵敏近红外荧光检测。

相比于传统的循环肿瘤细胞筛选方法,该方法通过磁力场增强等离激元芯片表面的近红外荧光,实现了高达122倍近红外荧光增强,极大提高了低浓度循环肿瘤细胞检测、成像和分析的能力,且捕获效率近90%;同时该方法实现了循环肿瘤细胞表面多种标志物的多重分析,可用于病人血液样本,为设计等离激元界面、磁力微操控及超灵敏细胞分析提供了新思路。

相关论文以“Magnetic ‘squashing’ of circulating tumor cells on plasmonic substrates for ultrasensitive NIR fluorescence detection”为题发表在Small Methods (smtd.201800474)上,上海交通大学博士生张汝、乐飚博士、上海交通大学博士生徐伟为共同第一作者,钱昆教授、戴宏杰教授和张晓晶教授为共同通讯作者,该研究工作得到了国家自然科学基金委项目、上海市科委/教委项目、国家科技部项目以及深圳孔雀计划项目的资助。

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