细胞检测在重大疾病的预防、诊断以及疗效评估等方面有着十分重要的作用。如今,癌症和脑部神经系统疾病已成为影响人类健康的两大重要疾病。
临床上对于人体外周血中的肿瘤细胞的检测和脑脊液中白细胞的检测存在明显不足。微流控芯片具有高通量、样本需求量少、可以高度集成灵活多变的微流体通道和高度兼容性的检测单元的优势,将微流控芯片技术与细胞分离检测相结合,将有利于实现重要细胞的分析检测,为临床上细胞检测提供新方法。 细胞芯片本文的主要研究工作及结果如下:（1）设计了集成细胞分离、磁捕获及原位荧光观测于一体的多功能微流控芯片,其包含MOFF分离区和磁富集荧光检测区。针对血细胞-HepG2混悬液样本,通过优化流体流速,在进样流速为50μL·min<sup>-1</sup>时,可以在芯片MOFF分离区分离除去大量血细胞,减少了其对HepG2细胞富集过程的干扰,并在检测区利用外磁场对免疫磁珠标记的HepG2细胞进行二次富集。
采用制备简单、生物相容性好的碳量子点（CQDs）对HepG2细胞进行标记,实现了可视化观
测。利用倒置荧光显微镜,采用人工计数的方法对捕获到的微量HepG2细胞进行了定量分析,样本的捕获效率达到88.5%±6.7%（n=20）。
本方法集成了细胞的分离富集及荧光观测,通过微流控芯片实现对肿瘤细胞-血细胞样本的分析检测,为CTCs临床快速检测提供基础。（2）设计制作了用于人工脑脊液中白细胞分离富集-原位检测的DEP微流控芯片,自主设计了具有四组阵列式叉指电极、一组抛物线电极的H构型DEP微流控芯片,四组50对并联的叉指金电极,长度m=900μm,宽度为20μm,每对电极之间的间距n=15μm,抛物线电极半径r=750μm,四分之一圆之间间隔t=55μm。
搭建了人工脑脊液中白细胞DEP分离富集-原位拉曼/原位荧光检测微系统。针对人工脑脊液中白细胞的分离富集从理论上进行了论证,对自主设计的DEP微流控芯片的分离富集性能进行检测,在激励电压5Vp-p、激励频率4MHz、样本流速50μL·min<sup>-1</sup>条件下,在自主设计的DEP微流控叉指电极和抛物线电极上,成功对人工脑脊液样本中的白细胞进行了分离富集,经过四组叉指电极初步分离、抛物线电极二步富集后,捕获效率为78.7%（n=3）。
（3）基于自主设计的DEP微流控芯片上人工脑脊液中白细胞的分离富集与拉曼光谱仪的结
合,采用微波法合成的银溶胶对白细胞拉曼信号进行放大作用,优化了白细胞-银溶胶相互作用时间6h,优化了拉曼检测参数:积分时间10s、检测功率70.2mW,实现了基于DEP微流控芯片的人工脑脊液中白细胞的分离富集-原位拉曼检测,成功获得了477、511 cm<sup>-1</sup>两个白细胞特征峰,对富集后的白细胞进行了定性检测。（4）采用荧光标记技术,通过荧光试剂DTOC6（3）对人工脑脊液中白细胞的标记,将自主设计的DEP微流控芯片与荧光化学发光微孔板检测仪结合,成功获得了芯片分离富集人工脑脊液中白细胞数量与荧光强度的关系,建立了标准曲线:y=0.0164x-0.0991,R<sup>2</sup>=0.9928,并检测出自主设计的微流控芯片抛物线电极处最大检细胞测量为200个。
采用实验建立的标准曲线对合成的白细胞-人工脑脊液样本进行检测,将扣除空白组所得的荧光强度值代入实验建立的标准曲线,计算出细胞个数分别约为44.42、95.55、141.17,与三组合成样本所含的细胞数目50、100、150进行比较,准确度分别为88.84%、95.55%、94.11%。与传统临床脑脊液检测相比具有快速、高效多功能的优势,为临床脑脊液中细胞检测提供了新方法。
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