中科院深圳先進技術研究院醫工所陳艷副研究員帶領的研究團隊在微流控技術方面的研究取得重要進展。科研人員研制了用于腫瘤細胞基因表達水平評估的高通量微流控芯片,這一技術可發展成為癌癥的早期診斷和分析的新型技術。6月13日,相關研究成果在線發表在國際微流控芯片領域知名期刊《Lab on a Chip》上。
微流控技術是在微米級結構中操控納升至皮升體積流體的技術與科學,是近十年來迅速崛起的前沿交叉領域。在微流控芯片上進行生化反應具有試劑和樣品量少、快速實時、大量樣本平行處理、防止樣品交叉污染等許多優越性。在最新研究中,醫工所科研人員構建了一種獨特的集成化微流控芯片,針對不同類型的腫瘤細胞進行大規模的單細胞基因表達分析。單細胞層面的基因表達分析在干細胞和腫瘤疾病研究中具有非常重要的意義。在細胞群中,深入理解基因表達的異質性是了解腫瘤的發生、發展階段的重要因素,同時在評估基因穩定性、鑒定生物標志物和個性化治療方面具有巨大的應用前景。然而,腫瘤細胞基因分析需要對大量細胞樣本進行處理,傳統的方法具有工作強度大,分析通量低等缺點,而此次研發的微流控新技術成功地克服了這些難點,可以同時大批量地對細胞進行獨立的自動化分析,防止了細胞間的交叉污染,并可以高效地提取腫瘤細胞的基因表達信息。
該團隊設計的微型芯片集成了單細胞捕獲、裂解、純化、逆轉錄等一系列生化樣品處理單元,大小為五厘米見方,可通過內置氣動微閥實現細胞反應腔的獨立尋址,從而實現單細胞處理與分析整個過程的自動化操控。實驗結果顯示,此平臺可以實現細胞基因表達水平穩定性的評估,并通過單細胞水平基因表達分布的模式區分不同類型和不同階段的腫瘤細胞。
這一全新的“芯片實驗室”技術具有應用于腫瘤早期診斷領域的巨大潛力。
上述研究工作得到國家自然科學基金委,廣東省創新科研團隊項目以及中科院知識創新工程項目的支持。該研究工作由微納生物芯片實驗室骨干成員張寶月、馮鴻濤和舒偉良完成。