纳米管芯片捕捉和分析血液CTC和外泌体

癌症的早期和准确检测是成功治疗癌症的关键。在大多数情况下，组织活检是进行癌症诊断的优先方式。随着越来越多的准确的发现，液体活检——从血液样本中分离的循环肿瘤细胞（CTC）和外泌体——正在成为检测转移性肿瘤一个可行的补充方法，甚至可能替代传统的侵入性活检。

2016年9月29日，纳米技术（Nanotechnology）的网络版发表了题为“Static micro-array isolation, dynamic time series classification, capture and enumeration of spiked breast cancer cells in blood: the nanotube–CTC chip”的报告。美国伍斯特理工学院（Worcester Polytechnic Institute）的研究人员Balaji Panchapakesan和他的合作者完成了一个全新的微阵列设计，可以从一个全新的角度来采集和检测CTC。

图1：该纳米管芯片的设计结构以及捕捉血液成分的示意图

不同于使用使用磁性和微流体方法来分离CTC，该团队利用单壁碳纳米管（single-walled carbon nanotubes，SWCNTs）的微阵列方式对CTC进行静态分离。使用光刻、金属沉积和蚀刻技术，他们制造出来包含76个元件的单壁碳纳米管芯片，其包含有具有功能的抗EpCAM、抗人类上皮生长因子受体2（Her2）和抗非特异性免疫球蛋白（IgG）的抗体。

“我们的纳米管CTC芯片集成探测和捕捉技术，”Panchapakesan指出。 “这同时也是一个自我充实和去除白细胞的过程。这是由于碳纳米管的疏水性，可以定位液滴的位置以及基于大小和密度分离癌细胞、红细胞和白细胞“。

图2：利用该芯片进行血液检测。

此外，由于这是一个静态微阵列分离方法，也能够捕捉到一种更难以获取的30纳米的结构，这被称为外泌体，是由癌细胞分泌并具有相同的表面标记物。微流体无法捕捉外泌体，因为他们会由于剪切力被冲走或毁坏。

该芯片还可以根据它们的生物标记物的概况分离细胞。多种生物标志物如EGFR和Her2的指示转移性疾病，因此，这种技术可以基于多个生物标志物进行捕获。

研究人员的下一步计划是验证其纳米管——四氯化碳芯片在癌症患者的不同阶段的应用，并进一步验证该技术，利用血液中不同的生物标记物捕获其他稀有的CTC。

新闻来源：http://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=44711.php