人体由数十个万亿细胞组成，所有这些理论上都应该有相同的基因组。取决于遗传和环境因素，其中一些细胞经历了点突变。尽管大多数突变都是由DNA修复酶清除的，大约有0.01%的人留下来。低百分比的持续性突变被证明是“癌症”，而其他的则保持隐性。几个基因，包括负责细胞生长周期的细胞，引起持续性突变。不受控制的细胞生长导致肿瘤的形成，由于持续增殖，现在更容易发生更多的突变。这些突变造成肿瘤细胞群的异质性，最后，一些细胞离开了原来的肿瘤，在身体的另一个器官中开始了一个新的肿瘤。当一个细胞离开它的母体肿瘤时，它开始在血管中循环，然后才定居下来。这些细胞叫做循环肿瘤细胞（CTC）以及周围1-10反恐委员会可在1毫升血液中找到（其中含有约10亿红细胞，100万白细胞）。捕获超罕见的CTC在早期癌症诊断中有着巨大的意义。经常，分析至少10毫升的血液是必要的，以捕获足够的CTC，以确认他们的存在。现有技术可以在大约10小时内实现CTC捕获，导致目标细胞丢失和检测生物标志物衰退。
微流体装置以精确分类微尺度材料而闻名。微流控装置中的并行微尺度分类可以实现高通量的样品处理。根据这一原则，大卫伊萨多尔，请Jina Ko先生，宾夕法尼亚大学的研究员们创造了捕鱼，请循环肿瘤细胞荧光原位杂交快速检测CTC平台。大卫·伊萨多尔欣然接受了这个令人兴奋的芯片实验室设备的讨论。据大卫说，“捕获鱼的主要优势在于它保持了微流态细胞分类和RNA鱼的敏感性和特异性，但通过巧妙的工程设计，这些通常非常缓慢的基于实验室的操作可以在芯片上快速自动地执行。”
图1.渔获平台概述。全血样本按节拍步骤处理，其中，基于磁性纳米颗粒的细胞分离后进行单细胞RNA分析（修改自Ko等人，2017年）。
使用渔获物处理全血样本涉及三步（图1）。第一，白细胞用磁性纳米粒子标记。第二个，全血通过磁性微孔过滤器选择性地捕获磁性标记的细胞。“我们的磁性微孔装置能够快速精确地去除我们所知道的所有非CTC细胞”，大卫说。磁性微孔过滤器的工作原理是基于在微孔边缘形成的强大且高度局部化的微尺度场梯度，以实现高流速的应用。第三个，利用快速原位杂交策略对分离细胞进行单细胞RNA分析，以便在分离细胞群中鉴定出CTC。这样的话，无论其物理和分子性质如何，靶向CTC都可以从其他细胞群中分离出来。10毫升血液样本的分析需要不到一小时的时间。
作为一个关键新颖性，请研究人员坚持认为高吞吐量处理，同时具有高灵敏度通过将FISH技术（20-50荧光标记的寡核苷酸探针与靶RNA杂交，以及随后基于荧光信号的检测，以提高微流控芯片中的信噪比）。鱼也被抓了胰腺癌患者试验并在真正的病人样本中检测出CTC。
“渔获技术可以很容易地被修改来测量其他稀有细胞，例如，对于其他癌症的诊断或干细胞研究，通过修改RNA鱼探针，大卫说。他考虑将平台转换为高精度的基于医院的诊断工具，并为此与湾区的一家公司合作。这种捕鱼装置将对癌症的诊断方式产生很大的影响。
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一种用于快速（<1小时）无偏循环肿瘤细胞分离和原位RNA分析的磁性微孔芯片
Jina Ko先生，内哈·巴格瓦特，斯蒂芬妮S.是的，泰勒·布莱克，科琳·雷德林格，珍娜·罗密欧，马克·奥哈拉，阿君·拉杰，艾丽卡L.木匠，本Z。斯坦格和大卫伊萨多尔
实验室芯片，请2017年，纸类
内政部：10.1039/C7LC00703E
关于网络作家
布尔库古木苏是个博士后赫尔实验室在美国加州大学伯克利分校。她的研究兴趣包括开发用于单细胞蛋白质定量分析的微流体装置，下一代测序，芯片研究的分区器官，在微型天平上对水进行脱盐。
*至2018年1月5日
