导读：“临床上，从亿万个细胞中分离出极少的几个细胞比如说分离出肿瘤细胞、胚胎干细胞都是非常困难的，这就相当于从一大堆干草堆中找一根针一样，简直是大海捞针，相当困难，”研究者Sukant Mittal称，而设备可以从病人的血液中分离出癌症细胞，并为临床上的诊断和治疗提供很大便利。
微流体新方法为癌症的诊断带来了极大便利
从细胞中分离出复杂的混合物，比如从血液样品中分离出一些标志物，这将会给临床诊断和疾病的治疗提供非常有价值的信息，然后这确是非常困难的一件事情，“临床上，从亿万个细胞中分离出极少的几个细胞比如说分离出肿瘤细胞、胚胎干细胞都是非常困难的，这就相当于从一大堆干草堆中找一根针一样，简直是大海捞针，相当困难，”来自哈佛大学MIT健康技术分离中心的研究者Sukant Mittal表示。
Mittal、他的同事以及来自美国马赛诸塞医院的研究者目前正在一项研究，他们发明了一种微流体设备，相比现在的常见设备来说可以快速地分离到目标靶细胞，这种设备可以用于一些诊断和为个体化用药提供一些便利和线索。研究者的这项最新研究成果刊登在了2月21这一期的杂志Biophysical Journal上，研究者原先的技术可以来分类不同尺寸、密度、电性能的细胞，但是只是可以根据细胞之间明显的差异来进行区分，这种技术的风险在于经常会导致疾病诊断的错误，后来运用更多的方法就是用抗体来结合特殊的靶分子，然后这种靶分子经常是在和抗体接触以后，抗体才能发挥作用，但是如果当这种靶分子移动速度过快的时候，往往不能够达到用抗体检测的目的。
“想象一下，好比你站在一座桥上，将含有消息的瓶子扔进河里，如果水流速度比较慢的话，你可以判断瓶子最终的漂流方向，而且可以确保接受信息者可以拿到瓶子，得到信息；但是如果水流速度过快的话，你根本无法判断瓶子的漂流方向”，研究者Wong说。这就是研究者目前为什么要解决这个问题的原因，Wong还表示，我们目前研究的重点是如何引导瓶子按着指定的路径最终到达目的地。因此研究者设计了新的设备用来引导瓶子按照指定的路径进行漂流，带着更多的细胞与抗体进行接触，以便更准确地进行疾病的诊断和细胞的筛选，这项技术的关键之处在于纳米孔软薄膜的使用（a soft membrane with nanoscale pores），这种材料可以分离两种临近的微通道。
当细胞进入一个通道，流过这个通道后，液体会快速地拉动分离器，然后带着细胞一块进入分离器，液体可以顺利通过其它通道，然而细胞却不行，当细胞被分离至设备表面之后，它们会慢慢地开始滚动，以便于靶细胞有充足的时间吸附在抗体表面而被捕获，这种滚动方式就好比是白细胞或者胚胎干细胞有选择性地到达身体受伤感染的具体位置一样。
美国西北大学助理教授Shashi Murthy表示，这个设备虽然很普通，但是设计理念非常好，微流体检测领域在检测上确实错误接二连三，新的技术需要不断革新才能使得我们在临床上的检测错误率降低。
这项设备还可以从病人的血液中分离出癌症细胞，参与此项研究的研究者Toner教授的研究组曾经报道血液中循环的肿瘤细胞的数量和临床对于治疗的反应息息相关，为癌症病人的个性化用药提供了一定理论线索。这个设备正式用于临床检测之前还需要进行一系列的批准和检测，Toner表示，尽管如此，这种新的方法可以为临床上的诊断和治疗提供很大便利。
Antibody-Functionalized Fluid-Permeable Surfaces for Rolling Cell Capture at High Flow Rates
Sukant Mittal, Ian Y. Wong, William M. Deen, Mehmet Toner
Adhesion-based cell capture on surfaces in microfluidic devices forms the basis of numerous biomedical diagnostics and in vitro assays. However, the performance of these platforms is partly limited by interfacial phenomena that occur at low Reynolds numbers. In contrast, cell homing to porous vasculature is highly effective in vivo during inflammation, stem cell trafficking, and cancer metastasis. Here, we show that a porous, fluid-permeable surface functionalized with cell-specific antibodies promotes efficient and selective cell capture in vitro. This architecture is advantageous due to enhanced transport as streamlines are diverted toward the surface. Moreover, specific cell-surface interactions are promoted due to reduced shear, allowing gentle cell rolling and arrest. Together, these synergistic effects enable highly effective cell capture at flow rates more than an order of magnitude larger than those provided by existing devices with solid surfaces.
