首届微纳流控细胞分析学术报告会在京召开

　　2018年9月25日，由清华大学化学系主办的“首届微纳流控细胞分析学术报告会”在北京西郊宾馆召开，旨在进一步促进微流控细胞分析基础研究与应用开发的发展。会议邀请19位国内外杰出专家学者作精彩报告，100余位从事微流控分析及相关研究方向的科研工作者、青年学生及企业研发人员与会交流。

　　内山一美介绍了一种基于喷墨打印技术的在线液滴数字PCR方法。通过喷墨打印技术产生可控大小的液滴，使每个液滴反应单元至少包含1个拷贝分子；随后将液滴以稳定分散体的形式引入毛细管连续流动式的PCR扩增系统；最后通过激光诱导荧光检测器对扩增后的液滴进行荧光信号的检测和计数。这种方法显著降低了实验试剂的样品量，并避免发生样品污染，提高了实验操作的简易性，为在线全自动化的数字PCR提供了新的方法。该方法可以实现对重大疾病在早期进行单分子水平的检测，将可广泛应用于生命科学和医学领域。该研究由清华大学的林金明教授团队与首都大学东京的内山一美教授团队合作完成。

　　定量理解细胞的力学-生物学耦合过程对揭示疾病发病机理、发展新的诊疗方法及生物材料、组织工程等领域均具有重要意义。熊春阳介绍了他和团队在微流控细胞力学检测技术方面的一些研究进展，包括：可定量表征细胞与胞外基质物理力学相互作用的细胞牵引力显微镜技术；基于介电泳力的细胞粘弹形变测量芯片技术等，以及它们在肿瘤细胞迁移侵袭、淋巴细胞活化、心肌细胞药物毒性测试等方面的应用探索。

　　细胞及其代谢物分析技术在生物制药、环境监测、疾病诊断等许多领域具有广泛而重要的应用。朱永刚介绍了他们课题组在单细胞及多重生物标志物分析方面的研究进展，包括基于磁珠和声波微混合技术的快速、高灵敏检测多重癌症标志物的微流体装置；用于大量单细胞分离、分析的可调节微通道阵列技术。

　　刘笔峰介绍了他和团队基于微流控芯片的单细胞分析新技术、新方法，包括：提出了单细胞蛋白质组并应用于神经与肿瘤细胞的表征；系统建立了微流控芯片单细胞分辨的细胞信号分析平台，实现了精准、可控、高时间-空间分辨和高通量细胞信号传递与细胞组分析；以线虫为模型，建立了活体原位水平单细胞信号分析平台。

　　单细胞分泌蛋白分析是用于检测单个细胞间蛋白质表达的个体差别、鉴别细胞免疫功能差异得到方法，在疾病诊断、药物疫苗开发等方面均有十分重要的应用。陆瑶和团队设计开发了一种高通量、高内涵单细胞蛋白分析平台（单细胞抗体条形码芯片），可对数以千计的活体单细胞所分泌的42种蛋白分子分别进行同时检测。基于此平台实现了单细胞功能蛋白免疫分型、单细胞分泌蛋白动态分析、单细胞三维培养/分析等应用。目前已有十余家国际大型制药公司利用该技术帮助CAR-T肿瘤免疫治疗药品开发及临床测试，被科学家杂志（The Scientist）评选为2017年度十大医疗技术发明首位。

　　微孔阵列在生物制药和临床领域的高通量筛选和单细胞测序研究中被广泛应用。PDMS是目前被微流控芯片研究领域广泛采用的材质，然而与热塑料和玻璃相比，PDMS并不适合用于临床，且难以大规模生产。陈兢介绍了含光微纳的热塑料芯片注塑、玻璃芯片制模工艺和技术优势。

　　循环肿瘤细胞（CTC）检测技术是一项有望替代肿瘤组织活检的液体活检新技术。然而，目前依赖于单一上皮源性抗体的CTC免疫富集及计数检测方法无法对不同分型的CTC进行全面捕获、难以无损释放CTC、无法提供深度的分子病理信息。基于微流控技术，杨朝勇团队发展了高效核酸适体筛选方法，获得多条可识别不同CTC的高亲和力、高特异性核酸适体序列；利用流体调控与表面调控技术，构筑了基于细胞尺寸与生物识别特性协同捕获的微流控微柱阵列芯片，实现了CTC的高效捕获与无损释放；开发了一系列高通量单细胞分析方法，用于揭示CTC的分子病理信息。

　　细胞在体内处于复杂而又动态平衡的微环境中。黄卫华团队以微流控芯片为平台，结合生物相容性材料，构建细胞生理微环境，在此基础上与电化学实时监测手段集成，实现了接近生理环境下的细胞实时监测，为在接近体内真实环境下研究细胞及组织行为提供了良好的思路。

　　由于常规检测方法难以分离、检测外周血中的CTC和外泌体等循环肿瘤标记物，发展高灵敏、高效率的循环肿瘤标志物检测新方法和新原理是肿瘤无创诊断和治疗的关键。孙佳姝团队开发设计了多种以细胞尺寸为依据，根据不同原理分离细胞的微流控芯片，实时分选、富集、检测肺癌患者外周血中的CTC；开发设计了黏弹性流体微流控器件，实现了尺寸依赖的无标记外泌体和大囊泡的精准操控分离，分离效率和回收率均高达90%以上。

　　许岩团队开发了“nano-in-nano integration”纳流控芯片，在纳米级的流路里可以整合流体学、电学、光学、热力学、磁学、化学、生物学等各种功能元件。利用该技术可以进行从升、毫升、微升，到纳米颗粒、单分子等不同水平的研究。

　　2013年，方群团队开发了顺序操作液滴阵列（SODA）系统，可自动完成对超微量（pL-nL）液体的复杂操作，包括微量液滴的生成、融合、分裂、定位与迁移等。在报告中，方群介绍了他和团队将SODA技术应用于微流控细胞分析领域的研究进展，包括：基于细胞的药物筛选；在液滴系统内完成细胞的3D培养；建立半开放三维液滴链阵列系统；单细胞基因定量表达分析；单个鼠卵细胞的蛋白质组分析。

　　王进义课题组近年来一直以多功能集成微流控芯片生命分析为主要研究方向开展研究工作，先后建立了系列时空可控的“细胞-微环境”相互作用研究多功能集成微流控芯片和生理病理仿生微平台，并发展了系列基于多功能集成微流控芯片的外周血循环肿瘤细胞分离、急性心肌梗塞早期标志蛋白分析新方法，进而体外构建了肝小叶微器官及其药物互作分析。

　　将药物基因毒性的高通量筛选与缺氧微环境模拟结合起来，对于构建新一代肿瘤药物筛选平台具有必要性。梁琼麟团队集成了单细胞微阵列-微流控芯片技术，采用微流控耗氧反应构造了氧气浓度梯度细胞培养微环境，采用单细胞阵列凝胶电泳技术构建高通量基因毒性检测芯片，在同一芯片上对不同氧气浓度下药物作用后的肿瘤细胞存活率和DNA损伤程度进行数据采集和统计分析，在单细胞水平上实现对抗肿瘤药物氧气浓度依赖的基因毒性评估。

　　罗茜介绍了发展快速、高通量和高精度的微流控质谱技术用于分析血液样本中脂质的种类和变化。研究表明，黑磷基质对磷脂类化合物有较好的富集效率，并可直接用于MALDI质谱分析。

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