“这种新的微流体芯片可以让我们将癌细胞从全血或微量稀释的血液中分离出来，”伊恩·帕帕茨基(Ian Papautsky)说，他是ucic工程学院的理查德和洛恩·希尔(Richard and Loan Hill)生物工程教授，也是论文的通讯作者。“虽然检测血液中循环的癌细胞的设备越来越多，但大多数都相对昂贵，许多研究实验室或医院都无法实现。我们的设备很便宜，不需要太多的标本制备或稀释，使用起来又快又方便。”

成功分离癌细胞的能力是实现液体活检的关键一步，液体活检可以通过简单的抽血检测癌症。这将消除使用针头或外科手术作为癌症诊断一部分的组织活检带来的不适和成本。液体活检在追踪化疗的疗效方面也很有用，并可用于检测难以通过传统活检技术检测到的器官中的癌症，包括脑和肺。

然而，从血液中分离循环肿瘤细胞并不是一件容易的事，因为它们的数量非常少。对于许多癌症来说，循环细胞的含量接近每10亿个血细胞中有一个。帕帕茨基说:“一管7.5毫升的血液，这是抽血的典型体积，可能有10个癌细胞和350 - 400亿个血细胞。”“所以我们真的是在大海捞针。”

微流体技术为传统的流体细胞检测方法提供了一种替代方法。这些设备要么使用标记物来捕获漂浮的目标细胞，要么利用目标细胞的物理特性——主要是大小——将它们与存在于液体中的其他细胞分开。

帕帕茨基和他的同事开发了一种利用大小将肿瘤细胞从血液中分离出来的装置。帕帕茨基说:“使用大小差异来分离液体中的细胞类型比亲和分离要容易得多，亲和分离使用‘粘性’标签来捕获正确的细胞类型。”“亲和分离还需要大量的高级净化工作，而尺寸分离技术不需要。”

Papautsky和他的同事开发的装置利用惯性迁移和剪切诱导扩散的现象，当癌细胞通过塑料形成的“微通道”时，将癌细胞从血液中分离出来。“我们仍在研究这些现象背后的物理原理，以及它们在设备中的相互作用，但它根据大小的微小差异来分离细胞，这决定了细胞在移动时对液体柱中不同位置的吸引力。”

帕帕茨基和他的同事在5毫升健康血液样本中加入10个小细胞肺癌细胞，然后让血液通过他们的设备。使用微流体装置，他们能够恢复93%的癌细胞。先前开发的用于从血液中分离循环肿瘤细胞的微流体装置的回收率在50%到80%之间。

当他们从诊断为非小细胞肺癌的患者身上提取了8份血液样本时，他们能够使用微流体装置从其中的6份样本中分离出癌细胞。

帕帕茨基说，除了设备的高效率和可靠性外，几乎不需要稀释的事实是另一个优点。“不需要稀释，运行样品的时间更短，准备时间也更短。”他们在实验中使用全血以及稀释三倍的血液，这与使用基于惯性迁移的设备进行细胞分离的其他方案相比是低的。

Papautsky和他的同事Alicia Hubert博士，UIC医学院的外科助理教授，最近从伊利诺伊大学癌症中心获得了一笔125,000美元，为期一年的资助，用于开发一种微流体设备，该设备可以分离出循环肿瘤细胞，并检测肺癌患者血液中癌细胞的DNA。他们将使用在伊利诺伊大学癌症中心接受治疗的患者的血液来测试他们的原型装置的功效。