大连医科大学附属第二医院拟推荐的2018大连科技奖励项目

1、附件：大连医科大学附属第二医院拟推荐的 2018 年度大连市科技奖励项目项目名称基于微流控芯片技术的肺癌循环肿瘤细胞检测及单细胞分析应用研 究项目简介所属科学技 术领域：该项目属于生物和医 药技术领 域。 主要内容：肺癌循 环肿瘤细胞（ CTC）具有反 应肿瘤特征、 预测转 移 风险和判断患者 预后等重要价 值，但现有技术难 以对其进行高通量 和特异性分 选， 临床应用受到很大限制。本 项 目基于微流控芯片技 术构建了 CTC分选 、富集及分离装置，既提高了分 选效率，又 实现 了 单细 胞水平的操控和分析。主要成果包括构建了以ParyleneMEMS滤过膜为核心 结构的高通量、高 纯度 CT

2、C分选芯片装置；构 建了由确定性 侧向位移正性分 选和白细胞磁场负 性分选相结合的一 体化联合分选装置，既可高效分 选CTC，又可去除白 细胞污染。构 建了微流控 亚微米尺度液滴系 统，可 对分选的 CTC在芯片液滴内 进 行单细胞精确操控及分析。项目特点：利用微流控芯片技 术优势 ，自主设计 构建了三个相 对独 立又相互 联系的 CTC分选 和单细 胞操控装置， CTC分选准确率可达 95%，通量可达 3ml/L ，并可同 时对 多个 CTC单细 胞进行精准操控分 析，具有操作 简 便、快速敏感、价格低廉等 优点。应用推广情况：目前已在大 连 医科大学附属第一、第二医院以及北 京大学人民医院

3、和 华西医院等多家 单位进 行了推广 应用，取得了 较 好的社会和 经济 效益。完成单位 及创新推广贡献第一完成单位：大连医科大学附属第二医院， 大连医科大学附属第二医院作 为该课题 的第一完成 单位，负责总 体 技术方案制定、技 术内容分析、可行性研究、技 术路线 确定，技 术 优化等。在课题实 施中构建了一个可用于 临床的 CTC 快速筛选 及检 测平台，在 4小时内即可完成 3 mL 肺癌患者外周血 CTC筛选、染 色及鉴定， 检测效率与美国 FDA 认证的 Cell Search系统接近， 但检 测费用大大降低，弥补了 CTC 液体活检及其他有创检查的缺陷。相 关研究装置已成功申请国内

4、发明专利，目前已处于商品临床应用转 化阶段。合作单位一：北京大学，在细胞分 选方 面，已开发出高机械 强度、超高孔隙率、大面 积 2.5维柔性微孔阵列， 实现了优于 17 mL/min 的全血中痕量 细胞的俘 获； 在国际上首次提出基于 纳米颗粒的纳流体输运新架构， 实现 了重金 属离子、蛋白、核酸等多种目 标 分子的高灵敏（低至 aM 浓度）检 测，传感性能处于国际领先水平 。相关研究成果在本 领 域重要期刊 和国际会议上报道，也在多个重要国 际会议上做大会邀 请报 告，得 到了国 际 同行的高度 评 价。 合作单位二：江苏师范大学， 本 单 位的工作在于研 发 的基于粘度控制液滴尺寸的高通

5、量液滴形成 技术，解决了芯片液滴合成材料 产能低的 问题 ，为后续 复合 载体的 高通量制 备 奠定了基 础， 为 基于芯片液滴的材料合成提供了一种放 大产能的方法。 课题成果的 创新性在于采用多个液滴 单元技术串联 的形式，在溶 剂挥发 效应的协 同作用下，形成 单分散、 亚微米尺度 的液滴， 该 方法既保 证了芯片流路的 稳定性，又未增加芯片加工 难 度，是液滴操控技 术的 创新。推广应用情况微流控芯片具有精确操 纵和控制 样品中的目 标细 胞、可在短 时间 内 分析大量生物分子的性能，并具有成本低， 检测 精度高和易于 发 展 成为便携式 仪器等突出 优 点。本研究基于微流控芯片技 术

6、构建了适 于肿瘤 CTC分选检测的装置样机 ：DLD芯片和磁 场负性分选 相 组合的 一体化联合分选装置样机。验证 了芯片装置的 检测效能及可靠性。 与 Cellsearch System 的检测 效能无明 显差异，在 检测 所需 标本量、 检测时间 、检测成本等方面，芯片装置具有一定的 优势。同 时具有 自 动 化、微型化和高通量的特征，其精准的控制性能、高效的 检测 效果和 简单便捷的操作 优势已经成为未来产业 化发展的主要方向， 在临床 CTC检测中具有非常巨大的潜力 。同 时分选 的肿瘤细胞 活性 可以保 证后续分析研究。 为肿 瘤细胞的下游基因分析 实验 提供基 础， 为癌症的精准

7、诊 断和个体化治 疗研究提供技 术 平台。目前已 经在临 床上对近 200 例肺癌、肝癌、乳腺癌等多种 肿瘤患者 进行了检测验 证。获得了较好的测试结果，可以从 临床和患者外周血中分 选 CTC， 其分 选效率达 90%。目前，我们已 经 与北京燕京 电子有限公司和广州 竟天有限公司就装置的 产品研发进 行合作，实现装置的初步商品化。曾获科技奖励情况无主要知识产权目录（不超过 10 件）序号知识 产权 类别知识产权具 体名称国家（地区）授权号授权 日期证书编号权利人发明人1发明 专利一种即时检 测 EGFR 突 变的微流控 芯片中国ZL 2015 1 0064959.6201707222392

8、147大连医科 大学附属 第二医院王琪2实用 新型 专利一种集核酸 提取、扩增、 检测为一体 的微流控芯 片中国ZL 2015 2 0088334.9201507154451724大连医科 大学附属 第二医院王琪3发明 专利一种用于模 拟体内肿瘤 细胞及其转 移微环境的 仿生微流控 芯片中国ZL 2015 1 0221851.3201706302538205大连医科 大学附属 第二医院王琪4发明 专利循环血肿瘤 细胞的联合 分选纯化装 置及分选检 测方法中国ZL 2016 1 1052433.7201711282716446大连医科 大学附属 第二医院王琪5发明 专利一种在微流 控芯片上实 现

9、全自动分 选肿瘤细胞 的装置及其 方法中国ZL 2014 1 0336948.4201407152022004大连医科 大学附属 第二医院王琪6实用 新型 专利一种 单细 胞 全自 动连续 捕获与收集装置中国201720179841.2201711106598857大连医科 大学附属 第二医院王琪7实用 新型 专利一种便携式 精密数字光 学显微镜中国2015 20724816.9201601134929558江苏师范 大学盖宏伟8实用 新型 专利一种压力式 单细胞操控 装置中国20172179842.7201711036580240大连医科 大学附属 第二医院王琪9发明专利一种细胞电 融合芯片

10、中国ZL 2011 1 0076327.3201403191365893北京大学王玮10发明专利实现高温高 压的连续流 动型微流控 芯片及其制 备方法中国ZL 2012 1 0186933.5201404161387739北京大学王玮论文、论著目录（不超过 10 篇）发表国SCI他知识序号影响年卷时间通讯第一内他引产权论文专著名称 /刊名 / 作者因子页码年月作者作者作引总是否日者次次国内数数所有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、职称、 工作单位、对本项目技术创造性贡献王琪、第 1 完成人、 正高级、 大连医科大学附属第二医院、课题设计和整体实施；王玮、第 2 完成人、 正高级、 北京大学、单细胞分选装置的构建；盖宏伟、第 3 完成人、正高级、江苏师范大学、单细胞的分析；赵辉、第 4 完成人、 副高级、 大连医科大