据麦姆斯咨询报道，伍斯特理工学院（Worcester Polytechnic Institute，WPI）机械工程师开发了一款芯片，只要从癌症患者身上抽取少量的血，这款芯片就能捕获并确认转移性癌细胞。与很多采用的微流控技术的现有装置所相比，这一依赖于简单机械方法的突破性技术在捕获癌细胞方面显得更有效。

伍斯特理工学院所开发出来的装置将抗体附着在微小阱（well）底部的碳纳米管阵列上面。癌细胞沉淀到阱的底部，然后有选择性地与基于表面标记物的抗体结合（不同于其它装置，芯片也能捕获由癌细胞生成，被称为外来体的微小结构）。发表在最新一期《纳米技术》杂志上的“液体活检”技术将有可能成为简单实验测试的基础，该技术能快速检测早期转移迹象并帮助医生针对特定癌细胞制定治疗方案。

癌症从某一器官扩散到身体其它部分的过程称之为转移，通常会进入血液。不同类型的肿瘤对特定器官和组织也有偏好，例如，循环乳腺癌细胞就青睐于扎根在骨头、肺和大脑内。癌症转移的预后（也称为癌症第四期）普遍较差，因此，在身体其它部位形成新的肿瘤群体之前，需要一项能够检测循环肿瘤细胞的技术，这样才能大大增加病人存活的机率。

伍斯特理工学院机械工程系副教授兼微系统实验室主任Balaji Panchapakesan表示，“把重点放在捕获循环肿瘤细胞的概念还很新。这个挑战非常艰难，无异于大海捞针。人体有数十亿的红细胞和成千上万的白细胞，在这其中流动的肿瘤细胞只有很小的一部分。而我们所开发的装置就能以超高精度捕获上述细胞。”

由Panchapakesan团队开发的装置包括微型元件阵列，每个大约十分之一英寸宽（3毫米）。每个元件都包含一个微阱，碳纳米管的底部则由抗体附着。每个微阱拥有特定抗体，基于微孔表面的基因标记物，这些抗体有选择地与其中一种癌细胞类型相结合。通过将各种抗体附着其中，只需单个血液样品，装置就能够捕获多种不同类型的癌细胞。在实验室内，研究人员只需要液体盎司（0.85毫升）的血液就能填充170个微阱。即使是如此小的样本，每个装置也能捕获1-1000个细胞，捕获效率介于62%-100%。

Panchapakesan团队在期刊《纳米技术》杂志上发表了一篇名为《静态微阵列隔离，动态时间序列分类，捕获并列举血液中上升的乳腺癌细胞：CTC纳米管芯片》的文章，这篇文章的写作人员包括主要作者博士后研究员Farhad Khosravi，以及来自路易斯维尔大学和托马斯杰斐逊大学的研究人员，他们在文中描述了对转移性乳腺癌的两种特定标记物抗体的研究，这两种名为EpCam和Her2的抗体被附着在碳纳米芯片之上。当血样与标有标记物的细胞放置在芯片上时，该装置将快速定位并捕获被标记的细胞。

除了捕获肿瘤细胞，Panchapakesan表示，该芯片也能捕获由癌细胞生成，带有相同标记物，被称为外来体的微小结构。Panchapakesan指出，“对于其它类型的液体活检装置而言，3纳米结构太小而难以捕获，如微流控装置，因为剪切力将有可能破坏它们。我们所开发的装置，是目前为止唯一能直接在芯片上捕获循环肿瘤细胞和外来体的芯片，这将为检测循环肿瘤细胞的转移提供新的可能。新的研究证据显示，外来体排出的微小蛋白能够驱动循环肿瘤细胞进行反应，这将成为有效癌症药物传输和治疗最主要的障碍。因此我们的研究显得非常重要。”

与其它液体活检装置相比，尤其是那些使用微流控技术捕获癌细胞的装置（随液体流动的细胞必须附着在锚定抗体之上），Panchapakesan认为他们团队开发出来的芯片具有额外优势。除了能够更为高效的捕获循环肿瘤细胞，通过差分沉降，WPI装置在将癌细胞从其它细胞和血液物质中进行分离方面也显得极为高效。

虽然最初将芯片测试重点放在乳腺癌领域，Panchapakesan表示该装置也能检测各种各样的肿瘤类型，开发用于测量其它癌症类型（包括肺癌和胰腺癌）的先进装置计划也已经开始运行。他希望某一天一款类似于他们的装置不仅仅可以用于癌症患者的定期跟进，也可以用于常规癌症筛查。

Panchapakesan补充说道，“想象一下你每年去做体检，抽一次血，血样经过癌细胞标记物综合阵列检测，就能在癌症早期或其它发展期捕获癌细胞，医生从这些被捕获的癌细胞中获取必要的蛋白质或遗传信息，并根据癌症特定标记物定制你的治疗方案，可谓将自己的健康一手掌握。白细胞是一个尤其要注意的问题，因为他们在血液中的数量很大，很可能会被误认为是癌细胞。我们所开发的装置使用了一种被称为被动白细胞过滤的策略。由于密度的差异，癌细胞将会沉降到微阱底部（只发生在窗口较为狭窄的情境下），在那里，癌细胞将会与抗体正面交锋。剩余的血液内容物则保留在微阱顶部，被冲走也非常容易。”