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微流控芯片技术将癌症早期检测的精度提高至50倍

癌症早期确诊和早期治疗对患者的生存有重要的意义,近年来,癌症早期筛查也成为了科研界和产业界的热点领域。


生物标志物是最直接快速的有效诊断手段,在肿瘤诊断、发展、治疗和疗效检测等多方面起到重要的作用。最近,发表在《EBioMedicine》杂志上的研究表明,研究人员已经确定了788种血液生物标志物,这对发展普通人群的癌症早期筛查试验有重要的推动作用。该研究由英国谢菲尔德大学的研究人员开展,他们对过去五年中发表的19000项关于血液生物标志物的科学研究进行分析,最后筛选出了4000项价值最大的研究,并以此为基础建立了血液生物标志物列表。


除了生物标志物的种类,检测精度也是癌症早期检测的关键因素。8月1日,发表在《Nature Nanotechnology》杂志上的研究公布了一项新技术,可在纳米水平上对多种生物粒子进行分离,包括DNA、病毒以及外泌体,这大大的提高了疾病诊断的精度。


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确定性侧向位移(deterministic lateral displacement)微流控芯片是一种分离和富集微粒子的有效技术,包括分离寄生虫、细菌、血细胞以及血液循环肿瘤细胞。然而,这种技术尚未实现在纳米级别上的分离,纳米水平的分离对生物胶体如外泌体的确定和量化至关重要。


外泌体是液态活检的关键目标,被认为是细胞排泄废物的一种方式,功能取决于其所来源的细胞类型,可参与到机体免疫应答、抗原提呈、细胞迁移、细胞分化、肿瘤侵袭等方方面面,因而它也被视作一种有价值的生物标志物,被广泛应用到恶性肿瘤的诊断和预后中。


该研究的第一个挑战是通过大小和表面标志体来对外泌体进行分类。研究人员使用硅工艺来生产直径大小范围为25至235nm的确定性侧向位移芯片技术,该芯片可分离20至110nm之间的生物颗粒。与之前公认的最精密的芯片粒子分离技术相比,该纳米级生物粒子分离技术的分离孔径要小50倍,这意味着检测精度也将提高50倍。


研究人员下一步将展示不同直径大小的外泌体如何移动,这为外泌体的精确分类和量化打开了大门。此外,研究人员还将进一步证实该技术在液态活检中的应用能力,这对癌症等疾病的无创筛查和诊断具有重要的意义。


标签:   微流控芯片 循环肿瘤细胞 外泌体
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