大連醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院擬推薦的2018大連科技獎勵項目

1、附件：大連醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院擬推薦的 2018 年度大連市科技獎勵項目項目名稱基于微流控芯片技術(shù)的肺癌循環(huán)腫瘤細胞檢測及單細胞分析應(yīng)用研 究項目簡介所屬科學技 術(shù)領(lǐng)域：該項目屬于生物和醫(yī) 藥技術(shù)領(lǐng) 域。 主要內(nèi)容：肺癌循 環(huán)腫瘤細胞（ CTC）具有反 應(yīng)腫瘤特征、 預(yù)測轉(zhuǎn) 移 風險和判斷患者 預(yù)后等重要價 值，但現(xiàn)有技術(shù)難 以對其進行高通量 和特異性分 選， 臨床應(yīng)用受到很大限制。本 項 目基于微流控芯片技 術(shù)構(gòu)建了 CTC分選 、富集及分離裝置，既提高了分 選效率，又 實現(xiàn) 了 單細 胞水平的操控和分析。主要成果包括構(gòu)建了以ParyleneMEMS濾過膜為核心 結(jié)構(gòu)的高通量、高 純度 CT

2、C分選芯片裝置；構(gòu) 建了由確定性 側(cè)向位移正性分 選和白細胞磁場負 性分選相結(jié)合的一 體化聯(lián)合分選裝置，既可高效分 選CTC，又可去除白 細胞污染。構(gòu) 建了微流控 亞微米尺度液滴系 統(tǒng)，可 對分選的 CTC在芯片液滴內(nèi) 進 行單細胞精確操控及分析。項目特點：利用微流控芯片技 術(shù)優(yōu)勢 ，自主設(shè)計 構(gòu)建了三個相 對獨 立又相互 聯(lián)系的 CTC分選 和單細 胞操控裝置， CTC分選準確率可達 95%，通量可達 3ml/L ，并可同 時對 多個 CTC單細 胞進行精準操控分 析，具有操作 簡 便、快速敏感、價格低廉等 優(yōu)點。應(yīng)用推廣情況：目前已在大 連 醫(yī)科大學附屬第一、第二醫(yī)院以及北 京大學人民醫(yī)院

3、和 華西醫(yī)院等多家 單位進 行了推廣 應(yīng)用，取得了 較 好的社會和 經(jīng)濟 效益。完成單位 及創(chuàng)新推廣貢獻第一完成單位：大連醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院， 大連醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院作 為該課題 的第一完成 單位，負責總 體 技術(shù)方案制定、技 術(shù)內(nèi)容分析、可行性研究、技 術(shù)路線 確定，技 術(shù) 優(yōu)化等。在課題實 施中構(gòu)建了一個可用于 臨床的 CTC 快速篩選 及檢 測平臺，在 4小時內(nèi)即可完成 3 mL 肺癌患者外周血 CTC篩選、染 色及鑒定， 檢測效率與美國 FDA 認證的 Cell Search系統(tǒng)接近， 但檢 測費用大大降低，彌補了 CTC 液體活檢及其他有創(chuàng)檢查的缺陷。相 關(guān)研究裝置已成功申請國內(nèi)

4、發(fā)明專利，目前已處于商品臨床應(yīng)用轉(zhuǎn) 化階段。合作單位一：北京大學，在細胞分 選方 面，已開發(fā)出高機械 強度、超高孔隙率、大面 積 2.5維柔性微孔陣列， 實現(xiàn)了優(yōu)于 17 mL/min 的全血中痕量 細胞的俘 獲； 在國際上首次提出基于 納米顆粒的納流體輸運新架構(gòu)， 實現(xiàn) 了重金 屬離子、蛋白、核酸等多種目 標 分子的高靈敏（低至 aM 濃度）檢 測，傳感性能處于國際領(lǐng)先水平 。相關(guān)研究成果在本 領(lǐng) 域重要期刊 和國際會議上報道，也在多個重要國 際會議上做大會邀 請報 告，得 到了國 際 同行的高度 評 價。 合作單位二：江蘇師范大學， 本 單 位的工作在于研 發(fā) 的基于粘度控制液滴尺寸的高通

5、量液滴形成 技術(shù)，解決了芯片液滴合成材料 產(chǎn)能低的 問題 ，為后續(xù) 復(fù)合 載體的 高通量制 備 奠定了基 礎(chǔ)， 為 基于芯片液滴的材料合成提供了一種放 大產(chǎn)能的方法。 課題成果的 創(chuàng)新性在于采用多個液滴 單元技術(shù)串聯(lián) 的形式，在溶 劑揮發(fā) 效應(yīng)的協(xié) 同作用下，形成 單分散、 亞微米尺度 的液滴， 該 方法既保 證了芯片流路的 穩(wěn)定性，又未增加芯片加工 難 度，是液滴操控技 術(shù)的 創(chuàng)新。推廣應(yīng)用情況微流控芯片具有精確操 縱和控制 樣品中的目 標細 胞、可在短 時間 內(nèi) 分析大量生物分子的性能，并具有成本低， 檢測 精度高和易于 發(fā) 展 成為便攜式 儀器等突出 優(yōu) 點。本研究基于微流控芯片技 術(shù)

6、構(gòu)建了適 于腫瘤 CTC分選檢測的裝置樣機 ：DLD芯片和磁 場負性分選 相 組合的 一體化聯(lián)合分選裝置樣機。驗證 了芯片裝置的 檢測效能及可靠性。 與 Cellsearch System 的檢測 效能無明 顯差異，在 檢測 所需 標本量、 檢測時間 、檢測成本等方面，芯片裝置具有一定的 優(yōu)勢。同 時具有 自 動 化、微型化和高通量的特征，其精準的控制性能、高效的 檢測 效果和 簡單便捷的操作 優(yōu)勢已經(jīng)成為未來產(chǎn)業(yè) 化發(fā)展的主要方向， 在臨床 CTC檢測中具有非常巨大的潛力 。同 時分選 的腫瘤細胞 活性 可以保 證后續(xù)分析研究。 為腫 瘤細胞的下游基因分析 實驗 提供基 礎(chǔ)， 為癌癥的精準

7、診 斷和個體化治 療研究提供技 術(shù) 平臺。目前已 經(jīng)在臨 床上對近 200 例肺癌、肝癌、乳腺癌等多種 腫瘤患者 進行了檢測驗 證。獲得了較好的測試結(jié)果，可以從 臨床和患者外周血中分 選 CTC， 其分 選效率達 90%。目前，我們已 經(jīng) 與北京燕京 電子有限公司和廣州 竟天有限公司就裝置的 產(chǎn)品研發(fā)進 行合作，實現(xiàn)裝置的初步商品化。曾獲科技獎勵情況無主要知識產(chǎn)權(quán)目錄（不超過 10 件）序號知識 產(chǎn)權(quán) 類別知識產(chǎn)權(quán)具 體名稱國家（地區(qū)）授權(quán)號授權(quán) 日期證書編號權(quán)利人發(fā)明人1發(fā)明 專利一種即時檢 測 EGFR 突 變的微流控 芯片中國ZL 2015 1 0064959.6201707222392

8、147大連醫(yī)科 大學附屬 第二醫(yī)院王琪2實用 新型 專利一種集核酸 提取、擴增、 檢測為一體 的微流控芯 片中國ZL 2015 2 0088334.9201507154451724大連醫(yī)科 大學附屬 第二醫(yī)院王琪3發(fā)明 專利一種用于模 擬體內(nèi)腫瘤 細胞及其轉(zhuǎn) 移微環(huán)境的 仿生微流控 芯片中國ZL 2015 1 0221851.3201706302538205大連醫(yī)科 大學附屬 第二醫(yī)院王琪4發(fā)明 專利循環(huán)血腫瘤 細胞的聯(lián)合 分選純化裝 置及分選檢 測方法中國ZL 2016 1 1052433.7201711282716446大連醫(yī)科 大學附屬 第二醫(yī)院王琪5發(fā)明 專利一種在微流 控芯片上實 現(xiàn)

9、全自動分 選腫瘤細胞 的裝置及其 方法中國ZL 2014 1 0336948.4201407152022004大連醫(yī)科 大學附屬 第二醫(yī)院王琪6實用 新型 專利一種 單細 胞 全自 動連續(xù) 捕獲與收集裝置中國201720179841.2201711106598857大連醫(yī)科 大學附屬 第二醫(yī)院王琪7實用 新型 專利一種便攜式 精密數(shù)字光 學顯微鏡中國2015 20724816.9201601134929558江蘇師范 大學蓋宏偉8實用 新型 專利一種壓力式 單細胞操控 裝置中國20172179842.7201711036580240大連醫(yī)科 大學附屬 第二醫(yī)院王琪9發(fā)明專利一種細胞電 融合芯片

10、中國ZL 2011 1 0076327.3201403191365893北京大學王瑋10發(fā)明專利實現(xiàn)高溫高 壓的連續(xù)流 動型微流控 芯片及其制 備方法中國ZL 2012 1 0186933.5201404161387739北京大學王瑋論文、論著目錄（不超過 10 篇）發(fā)表國SCI他知識序號影響年卷時間通訊第一內(nèi)他引產(chǎn)權(quán)論文專著名稱 /刊名 / 作者因子頁碼年月作者作者作引總是否日者次次國內(nèi)數(shù)數(shù)所有An integrated microfluidic2017device for rapid andFeb2017.QiJian1high-sensitivity analysis of4.25915

11、;7:是02Wangg Jcirculating tumor cells,4261Scientific Report2.2016A Novel Technique to DetectMay2016.Qi2EGFR Mutations inLung3.22623;1705Liu Y是Cancer, Int J Mol Sci(5).05WangDesign and Construction2016of a Multi-OrganOctMicrofluidic5;8(2016.Qi3ChipMimicking the in vivo7.50439):10WangXu Z是Microenvironm

12、ent of Lung2584Cancer Metastasis, ACS0-25Appl Mater Interfaces847CD47 Promotes Tumor2016JulInvasion and Metastasis inJul2016.QiZhao4Non-small Cell Lung4.25914;6:29707WangH是Cancer, Scientific Report19.Automatic and selective2017single cell manipulation in2017.QiYiga5a pressure-driven1.833ng是8(6),05Wa

13、ngmicrofluidic lab-on-chipShendevice, Micromachines172.Biochemical sensing by2016 , 16,W.Wen6nanofluidic crystal in a6.0420502016Wanda是confined space, Lab on a5-205gZhaChip,8.oEnabling electrical2017biomolecular detection inhigh ionic concentrationsDOIand enhancement ofWeiWei7detection limit thereof

14、 by6.04510.1039/2017WanOuy是coupling nanofluidicC7Lgangcrystal with reconfigurableC00ion concentration722polarization, Lab on a ChipA.Caulking6.042016WeiYao8polydimethylsiloxane5, 16:Wanping是molecular networks by4220gLiuthermal chemical vapor deposition of Parylene C, Lab Chip,-4229.Restraining non-s

15、pecificadsorption (NSA) of2016WeiWanYao ping Liu9protein using Parylene C-caulked PDMS2.535, 10:0241是(pcPDMS),Biomicrofluidics,26.gFabrication of Janus2016droplets byApr10evaporationdriven6.31911;522016.GaiZha是liquid liquid phase(28):04H.ng Qseparation, Chem Commun5015-(Camb)8.姓名、排名、職稱、 工作單位、對本項目技術(shù)創(chuàng)造性貢獻王琪、第 1 完成人、 正高級、 大連醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院、課題設(shè)計和整體實施；王瑋、第 2 完成人、 正高級、 北京大學、單細胞分選裝置的構(gòu)建；蓋宏偉、第 3 完成人、正高級、江蘇師范大學、單細胞的分析；趙輝、第 4 完成人、 副高級、 大連醫(yī)科大