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使用光诱导电动力学(OEK)从腹水和腹膜灌洗液中检测和分离游离癌细胞

2020-09-16 临床进展

   腹腔灌洗液和腹水中游离胃癌细胞的检测对胃癌的发生有重要意义。然而,由于患者腹腔灌洗液中癌细胞含量低,传统的检测方法缺乏敏感性,不能满足临床需求。在这项研究中,我们使用光诱导电动力学(OEK)微流控方法来分离和鉴定胃癌患者细胞。该方法具有较高的灵敏度和有效性。我们成功地从比例为1:1000的胃癌细胞系和腹腔灌洗细胞的模拟腹膜灌洗混合物中分离出癌细胞。进一步从6例患者腹水中分离出胃癌细胞,纯度达71%。此外,我们还测量了细胞膜电容,可用作胃癌细胞的生物标志物。因此,我们的方法可以有效、快速地检测腹膜转移并获得细胞电信息。
   在这项研究中,我们首先应用OEK方法,在新的微流控芯片中,从完整的患者腹水中快速分离出活的胃癌细胞,并实现了无标记的胃癌细胞特征,这可能有助于诊断胃癌的腹膜转移。然后建立了细胞的极化模型和细胞膜电容的溶液模型,用于细胞的分离和表征。测量腹水的胃癌细胞,腹膜灌洗细胞和SGC-7901细胞的大小,交叉频率和细胞膜电容。
   利用胃癌细胞和腹膜灌洗细胞之间大小和细胞膜电容的差异,我们使用OEK方法进行细胞分离。此外,我们设计了一种手动塑料微软管,以提取分离的细胞用于细胞学检查。我们成功地从患者腹水中分离出胃癌细胞,并测量了细胞膜电容。腹水样品仅来自临床样品,而不是与细胞系的细胞混合物。收集细胞后进行的细胞学检查显示纯度高达71%。实验表明,提出的OEK方法能够满足临床检测胃癌腹膜转移的关键要求。此外,在分离过程中测得的细胞膜电容也可用作生物标志物,作为细胞信息的一部分。

Zhang Y, Zhao J, Yu H, et al. Detection and isolation of free cancer cells from ascites and peritoneal lavages using optically induced electrokinetics (OEK). Sci Adv. 2020;6(32): eaba9628. DOI:10.1126 / sciadv.aba9628

 

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