癌症是一种困扰着全世界的疾病,其中由癌症转移引起的癌症死亡是我国居民死亡的首要原因。循环肿瘤细胞(CTCs)是指从实体肿瘤病灶脱落,发生上皮-间质转化(EMT)后具有流动特性而进入外周血的肿瘤细胞。CTCs与癌症转移关系紧密,对癌症预后、早期诊断以及个体化治疗等都有着重要的指导作用。然而,CTCs在外周血中的数量非常少,特别是对于早期癌症患者。研究表明约75%的乳腺癌早期患者体内30 m L全血中仅含有1-4个CTCs,尽管晚期病人的血液中含有几十或几百个CTCs/m L,但与周围存在数百万的白细胞和数十亿的红细胞相比依然相形见绌。因此大血量CTCs样本的高效捕获技术一直是研究的热点和难点。本文设计了一种模块化细胞复刻小室,用于大血量CTCs样本的高纯度检测,具体的工作内容主要从以下几个方面展开:(1)细胞复刻表面的制备及抗体的修饰以人乳腺癌(MCF-7)细胞为基底,通过聚二甲基硅烷(PDMS)软刻蚀技术制备细胞复刻PDMS表面,并将上皮细胞粘附分子抗体(Anti-EpCAM)特异性抗体修饰在细胞复刻表面。实验结果表明细胞复刻PDMS表面具有与模板细胞互补的微纳米拓扑结构,通过XPS、接触角和荧光二抗的表征结果,显示抗体成功修饰在细胞复刻PDMS表面。(2)细胞复刻表面对CTCs捕获性能的研究Anti-EpCAM特异性抗体修饰的细胞复刻PDMS表面(CellRePDMS/Anti-EpCAM)对癌细胞的捕获效率高达90%,并且对PBMC细胞的黏附率很低,仅为200个/cm~2,说明在微纳米拓扑结构与抗体特异性识别的协同作用下能够实现癌细胞的高效特异性捕获。此外,CellRePDMS/Anti-EpCAM表面对不同类型癌细胞具有广谱捕获性能。在CTCs人造血样中对癌细胞的平均捕获效率为85%,平均捕获纯度为92%。(3)模块化小室的制备及CTCs人造血样捕获性能研究以CellRePDMS/Anti-EpCAM表面为核心制备的模块化小室对模拟中早期及晚期患者CTCs人造血样中癌细胞的捕获率可达到80%,且捕获纯度可达90%以上。此结果能够匹敌具有高灵敏度、高纯度的微流控技术,并且克服了其短时间内处理血量少的缺点。通过论文研究,制备的模块化小室能够调控模块的数量,以便灵活控制待检血液的处理量。可以实现癌症中早期患者大血量CTCs样本的高纯度捕获,有望用于循环肿瘤细胞的中早期诊断。