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大连医科大学附属第二医院拟推荐的2018年度大连市科技
奖励项目
项目名称 基于微流控芯片技术的肺癌循环肿瘤细胞检测及单细胞分析应用研究 所属科学技术领域：该项目属于生物和医药技术领域。 主要内容：肺癌循环肿瘤细胞（CTC）具有反应肿瘤特征、预测转移风险和判断患者预后等重要价值，但现有技术难以对其进行高通量和特异性分选，临床应用受到很大限制。本项目基于微流控芯片技术构建了CTC分选、富集及分离装置，既提高了分选效率，又实现了单细胞水平的操控和分析。主要成果包括①构建了以Parylene MEMS滤过膜为核心结构的高通量、高纯度CTC分选芯片装置；②构建了由确定性侧向位移正性分选和白细胞磁场负性分选相结合的一项目简介 体化联合分选装置，既可高效分选CTC，又可去除白细胞污染。③构建了微流控亚微米尺度液滴系统，可对分选的CTC在芯片液滴内进行单细胞精确操控及分析。 项目特点：利用微流控芯片技术优势，自主设计构建了三个相对独立又相互联系的CTC分选和单细胞操控装置，CTC分选准确率可达95%，通量可达3ml/L，并可同时对多个CTC单细胞进行精准操控分析，具有操作简便、快速敏感、价格低廉等优点。 应用推广情况：目前已在大连医科大学附属第一、第二医院以及北京大学人民医院和华西医院等多家单位进行了推广应用，取得了较好的社会和经济效益。 完成单位 及创新推广贡献 第一完成单位：大连医科大学附属第二医院， 大连医科大学附属第二医院作为该课题的第一完成单位，负责总体技术方案制定、技术内容分析、可行性研究、技术路线确定，技术优化等。在课题实施中构建了一个可用于临床的CTC快速筛选及检测平台，在4小时内即可完成3 mL肺癌患者外周血CTC筛选、染色及鉴定，检测效率与美国FDA认证的Cell Search系统接近，但检测费用大大降低，弥补了CTC液体活检及其他有创检查的缺陷。相关研究装置已成功申请国内发明专利，目前已处于商品临床应用转化阶段。 合作单位一：北京大学， 在细胞分选方面，已开发出高机械强度、超高孔隙率、大面积2.5维柔性微孔阵列，实现了优于17 mL/min的全血中痕量细胞的俘获；在国际上首次提出基于纳米颗粒的纳流体输运新架构，实现了重金属离子、蛋白、核酸等多种目标分子的高灵敏（低至aM浓度）检测，传感性能处于国际领先水平。相关研究成果在本领域重要期刊和国际会议上报道，也在多个重要国际会议上做大会邀请报告，得到了国际同行的高度评价。 合作单位二：江苏师范大学， 本单位的工作在于研发的基于粘度控制液滴尺寸的高通量液滴形成技术，解决了芯片液滴合成材料产能低的问题，为后续复合载体的高通量制备奠定了基础，为基于芯片液滴的材料合成提供了一种放大产能的方法。课题成果的创新性在于采用多个液滴单元技术串联的形式，在溶剂挥发效应的协同作用下，形成单分散、亚微米尺度的液滴，该方法既保证了芯片流路的稳定性，又未增加芯片加工难度，是液滴操控技术的创新。 微流控芯片具有精确操纵和控制样品中的目标细胞、可在短时间内分析大量生物分子的性能，并具有成本低，检测精度高和易于发展成为便携式仪器等突出优点。本研究基于微流控芯片技术构建了适于肿瘤CTC分选检测的装置样机：DLD芯片和磁场负性分选相组合的一体化联合分选装置样机。验证了芯片装置的检测效能及可靠性。与Cellsearch System的检测效能无明显差异，在检测所需标本量、检测时间、检测成本等方面，芯片装置具有一定的优势。同时具有自动化、微型化和高通量的特征，其精准的控制性能、高效的检测效果和简单便捷的操作优势已经成为未来产业化发展的主要方向，在临床CTC检测中具有非常巨大的潜力。同时分选的肿瘤细胞活性可以保证后续分析研究。为肿瘤细胞的下游基因分析实验提供基础，为癌症的精准诊断和个体化治疗研究提供技术平台。目前已经在临床上对近200例肺癌、肝癌、乳腺癌等多种肿瘤患者进行了检测验证。获得了较好的测试结果，可以从临床和患者外周血中分选CTC，其分选效率达90%。目前，我们已经与北京燕京电子有限公司和广州竟天有限公司就装置的产品研发进行合作，实现装置的初步商品化。 无 主要知识产权目录（不超过10件） 知识序号 产权类别 发明专利 知识产权具体名称 一种即时检测 EGFR 突变的微流控芯片 国家 （地区） 授权日期 推广应用情况 曾获科技奖励情况 授权号 证书编号 权利人 发明人 1 中国 ZL 2015 1 0064959.6 20170722 2392147 大连医科大学附属第二医院 王琪 2 一种集核酸实用提取、扩增、新型检测为一体专利 的微流控芯片 一种用于模拟体内肿瘤细胞及其转移微环境的仿生微流控芯片 循环血肿瘤细胞的联合分选纯化装置及分选检测方法 一种在微流控芯片上实现全自动分选肿瘤细胞的装置及其方法 一种单细胞全自动连续捕获与收集装置 一种便携式精密数字光学显微镜 一种压力式单细胞操控装置 一种细胞电融合芯片 实现高温高压的连续流动型微流控芯片及其制备方法 中国 ZL 2015 2 0088334.9 20150715 4451724 大连医科大学附属第二医院 王琪 3 发明专利 中国 ZL 2015 1 0221851.3 20170630 2538205 大连医科大学附属第二医院 王琪 4 发明专利 中国 ZL 2016 1 1052433.7 20171128 2716446 大连医科大学附属第二医院 王琪 5 发明专利 中国 ZL 2014 1 0336948.4 20140715 2022004 大连医科大学附属第二医院 王琪 6 实用新型专利 实用新型专利 实用新型专利 发明专利 中国 201720179841.2 20171110 6598857 大连医科大学附属第二医院 江苏师范大学 大连医科大学附属第二医院 北京大学 王琪 7 中国 2015 2 0724816.9 20172179842.7 ZL 2011 1 0076327.3 20160113 20171103 20140319 4929558 盖宏伟 8 中国 6580240 王琪 9 中国 1365893 王玮 10 发明专利 中国 ZL 2012 1 0186933.5 20140416 1387739 北京大学 王玮 论文、论著目录（不超过10篇） 发表时间年月日 国SCI第一内他作者 作引者 次他引总次知识产权是否国内序号 论文专著名称/刊名/作者 影响因子 年卷页码 通讯作者