DNA微流控芯片的微纳循环肿瘤标志物跨尺度精准分离与单标志物水平检测

基本信息
批准号:21904028
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:28.00
负责人:刘超
学科分类:
依托单位:国家纳米科学中心
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
癌症早期诊断微流控芯片无标记单循环肿瘤标志物生化分析
结项摘要

Liquid biopsy based on the detection of circulating tumor biomarkers, such as circulating tumor cells, tumor extracellular vesicle, can be used for early diagnosis of cancer, classification and staged diagnosis and companion diagnosis, showing significant value in fundamental research and clinical application. Combined detection of multiple markers at the single marker level can effectively improve detection sensitivity and specificity, and comprehensively cover tumor heterogeneity. This project aims at developing a DNA system-based integrated, without external field manipulation of microfluidic device, targeting at the difficulty of cross-scale separation of circulating tumor markers and detection of single markers. Numerical simulations and experimental methods will be used to systematically investigate separation mechanism of micro/nano-particles under the interface of DNA viscoelastic-Newtonian fluid in microfluidic devices, realize cross-scale, label-free separation and enrichment of CTC and EV in whole blood. Detect single CTC gene mutations and cancer-associated membrane proteins of single CTC and EV in isolated and enriched samples using aptamer recognition and digital PCR technology. Analysis of the correlation between the rich molecular information of heterogeneous CTC and EV and clinical test results through machine learning algorithm. The successful implementation of the project will effectively promote the development of new tumor liquid biopsy for multi-marker joint detection and its clinical application in various stages of cancer early detection.

针对外周血中的循环肿瘤标志物(循环肿瘤细胞、肿瘤细胞外囊泡等)检测的液体活检技术,可用于癌症早期诊断、分型分期及伴随诊断,兼具重要的科学研究及临床应用价值。在单标志物层面进行多种标志物的联合检测,能够有效提高检测灵敏度与特异性,并全面覆盖肿瘤异质性。针对循环肿瘤标志物跨尺度分离难与单标志物检测难的挑战,本项目拟设计开发基于DNA体系的集成化、无需外场操控微流控器件:采用数值仿真和实验手段系统研究微纳颗粒在微流控器件中DNA黏弹性-牛顿流体界面中分离机理,实现全血中CTC与EV的跨尺度、无标记分离、富集;利用核酸适体识别与数字PCR技术,对分离富集样本进行单CTC基因突变检测与单CTC、EV的癌症相关膜蛋白检测;通过机器学习算法分析异质性CTC、EV中丰富的分子信息与临床检测结果的相关性。项目的成功实施将有效推进多标志物联合检测的新型肿瘤液体活检的开发,以及其在癌症早期检测等各阶段的临床应用

项目摘要

针对肿瘤发生发展过程中释放到外周血的细胞外囊泡(EVs)和循环肿瘤细胞(CTCs)的分子检测,对肿瘤的早期精准诊断、分型及预后监控具有重要意义。本项目发展了系列微流控分离检测新工具,力求解决复杂生物样本中CTC、EV分离效率低、检测灵敏度低等问题,取得如下创新性成果:.(1)设计开发微流控无标记分离系统,无需复杂前处理与复杂外围设备,实现了全血样本中EV与CTC的直接、快速、高效分离富集:EV的分离效率> 70 %,优于当前金标准超速离心法;对低丰度CTC的富集倍数>700,分离后CTC的免疫荧光分析与单细胞计数与HER2分析可用于乳腺癌诊断。.(2)结合DNA纳米探针与基于热泳的EV定向富集,发展了EV检测新方法,实现了临床血浆血清样本中EV蛋白、核酸靶标的原位、高灵敏检测:对EV蛋白的灵敏度比传统ELISA高三个数量级,对EV miRNA检出限为0.36 fM、EV mRNA检出限低至14 aM与qRT-PCR相当。结合DNA分子运算与微流控热泳,实现了单EV表面多蛋白共表达检测。微流控热泳检测灵敏度高、样本消耗量小、原位定量测量、有效排除基质干扰,为基于EV的肿瘤液体活检提供了有力工具。.(3)在此基础上,利用机器学习基于EV分子表达图谱构建EV分子特征,用于区分转移乳腺癌(MBC)患者、非转移性乳腺癌患者、年龄配对的健康对照者,准确率高达91.1 %;监测MBC的治疗效果,区分治疗后疾病进展(PD)与稳定/部分缓解(SD/PR)的准确率为88.5 %;并可作为MBC患者的无进展生存期(PFS)的独立预后因素。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

玉米叶向值的全基因组关联分析

玉米叶向值的全基因组关联分析

DOI:
发表时间:
2

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
3

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018
4

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

DOI:10.16383/j.aas.2016.c150880
发表时间:2016
5

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

温和条件下柱前标记-高效液相色谱-质谱法测定枸杞多糖中单糖组成

DOI:10.3724/ SP.J.1123.2019.04013
发表时间:2019

刘超的其他基金

批准号:51279173
批准年份:2012
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:51009102
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21302148
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30872487
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:51505022
批准年份:2015
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31271159
批准年份:2012
资助金额:88.00
项目类别:面上项目
批准号:81201970
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61104003
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51805325
批准年份:2018
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31101173
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51474069
批准年份:2014
资助金额:83.00
项目类别:面上项目
批准号:61773029
批准年份:2017
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:21601178
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51808150
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31371173
批准年份:2013
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:81870173
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:50779060
批准年份:2007
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:31170971
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:90718018
批准年份:2007
资助金额:50.00
项目类别:重大研究计划
批准号:21402242
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31600760
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51874233
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:21901256
批准年份:2019
资助金额:24.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50379045
批准年份:2003
资助金额:7.00
项目类别:面上项目
批准号:81101255
批准年份:2011
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21302207
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60876004
批准年份:2008
资助金额:36.00
项目类别:面上项目
批准号:61308082
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11202034
批准年份:2012
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:50902043
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81471935
批准年份:2014
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:60373016
批准年份:2003
资助金额:20.00
项目类别:面上项目
批准号:81900974
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31700727
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81341012
批准年份:2013
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:31700509
批准年份:2017
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61273230
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:60073005
批准年份:2000
资助金额:15.00
项目类别:面上项目
批准号:60506006
批准年份:2005
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91745110
批准年份:2017
资助金额:75.00
项目类别:重大研究计划
批准号:51879175
批准年份:2018
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:51101027
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31871094
批准年份:2018
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:81803468
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61902367
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21673261
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:81803513
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41404004
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11373032
批准年份:2013
资助金额:88.00
项目类别:面上项目
批准号:31771501
批准年份:2017
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:81172068
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51902282
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81401199
批准年份:2014
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51609160
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21871283
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:59949010
批准年份:1999
资助金额:6.00
项目类别:专项基金项目
批准号:81070646
批准年份:2010
资助金额:10.00
项目类别:面上项目
批准号:30800068
批准年份:2008
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81771055
批准年份:2017
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
批准号:41505018
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31571204
批准年份:2015
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:41802184
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51304154
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51202170
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11243003
批准年份:2012
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:39970351
批准年份:1999
资助金额:12.00
项目类别:面上项目
批准号:81471010
批准年份:2014
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:81670357
批准年份:2016
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:81672412
批准年份:2016
资助金额:53.00
项目类别:面上项目
批准号:61805169
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51308446
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81902266
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41571348
批准年份:2015
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:60276045
批准年份:2002
资助金额:7.00
项目类别:面上项目
批准号:81901021
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11802152
批准年份:2018
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51878546
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11873057
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:21905092
批准年份:2019
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31101026
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31600484
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11005102
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41902102
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61503052
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51674189
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

三维仿生微纳结构集成微流控芯片用于循环肿瘤细胞高灵敏检测

批准号:21804105
批准年份:2018
负责人:余旭
学科分类:B0401
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
2

基于微纳结构和电场多模块相耦合的3维微流控芯片循环肿瘤细胞检测研究

批准号:81402466
批准年份:2014
负责人:何荣祥
学科分类:H1813
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
3

混合动电微流控芯片分离捕获循环肿瘤细胞的研究

批准号:21375068
批准年份:2013
负责人:高健
学科分类:B0401
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
4

结合微流控和磁性分离技术的肺癌标志物SERS生物芯片研究

批准号:61302027
批准年份:2013
负责人:宋春元
学科分类:F0123
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目