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近日，北京航空航天大学生物与医学工程学院教授常凌乾团队成功研发一款名为NICHE的新型纳米医疗芯片。该芯片可以快速检测肺癌循环肿瘤细胞(CTCs)内PD-L1基因表达和肿瘤细胞响应免疫细胞的行为表型，并进一步对源自患者的CTCs进行亚群划分，为肺癌患者提供更精准的免疫治疗方案。相关研究论文发表在《美国国家科学院院刊》上。

检测过程中，该芯片首先根据细胞大小，利用磁场高效去除肺癌患者血样中的白细胞，精准捕获CTCs，并使其形成单细胞阵列。随后采用纳米电穿孔技术，将一种新型四面体荧光探针快速准确地递送至活细胞内，实现对PD-L1基因调控的即时检测。此外，通过与免疫T细胞共培养，芯片还能原位分析CTCs的增殖及表型变化，并将这些细胞行为与基因表达异质性进行深度关联分析。“NICHE芯片集成了单细胞生物技术领域的多项前沿技术，使得检测又快又准。”常凌乾说。

在微小芯片上构建完整的生物实验环境，离不开芯片实验室技术。“在检测到细胞内部基因变化后，芯片能够进一步通过单细胞操控技术在CTCs旁放置免疫细胞，并进行实时连续的活细胞观察。”常凌乾说，这一创新设计使研究者能实时观察免疫细胞与肿瘤细胞的相互作用，以判断患者是否适合免疫治疗，让临床预测准确率从约60%提升至90%以上。