纳米级粗糙度的玻璃板可能是科学家捕获和研究循环肿瘤细胞的一种简单方法，这些细胞通过血液在体内携带癌症。

密歇根大学的工程和医学研究人员设计了这样一种装置，他们说，这种装置利用了癌细胞比正常血细胞更强的沉淀和结合动力。

循环肿瘤细胞被认为有助于癌症转移，这是疾病从原发部位扩散到远处组织的可怕过程。对这些细胞进行计数的血液检查可以帮助医生预测患有广泛癌症的病人的寿命。

尽管这些被遗弃的细胞很重要，但科学家们对它们知之甚少。它们很罕见，大约十亿分之一的血细胞。即使它们来自同一个肿瘤，它们也不完全相同。现有的分离它们的工具只能捕获特定类型的细胞——那些表达特定表面蛋白质或比正常血细胞大的细胞。

例如，常用的经fda批准的CellSearch系统使用抗体包被的磁珠来寻找肿瘤细胞并与之结合。但并非所有循环肿瘤细胞都表达这些抗体识别的蛋白质。最危险的细胞，如癌症干细胞或祖细胞，可能已经脱下了暴露的外衣，从而避开了依赖抗体的方法。

研究人员说，他们的系统可能会捕获这些隐形的癌症干细胞，这是迄今为止没有研究小组完成的壮举。

机械工程和生物医学工程助理教授付建平说:“我们的系统可以捕获大多数循环肿瘤细胞，而不管它们的表面蛋白质或物理大小，这可能包括癌症祖细胞或初始细胞。”付建平是《科学》杂志在线发表的一篇关于该技术的论文的高级作者。

Fu和他的工程同事与密歇根大学高级癌症研究员、乳腺癌临床医生Sofia Merajver博士和她的团队合作。这个多学科小组认为，虽然该设备有朝一日可以改善癌症的诊断和预后，但它的第一个用途将是研究人员从血液样本中分离活的循环肿瘤细胞，并研究它们的生物和物理特性。

“了解这些循环肿瘤细胞的物理行为和性质将有助于我们更好地理解癌症生物学中最困难的问题之一——转移级联，也就是疾病是如何传播的，”Fu说。“我们的系统可以提供一种有效而强大的方法来捕获活的循环肿瘤细胞，并将它们用作研究转移过程的替代品。”

Merajver在过去的18年里一直在研究细胞信号传导和高侵袭性癌细胞的物理特性，他说，捕获它们，尽管已被证明是具有挑战性的，只是一个开始。

Merajver说:“整合生物学的应用是必要的，它可以及时地将这些细胞的行为结合起来，从而成功地转移，从而发现抑制这种致命发展的途径。”“我们与傅教授实验室的合作体现了从实验室到临床的抗癌战争所需的创新。”

在他们的实验中，研究人员使用了一种被称为“反应离子蚀刻”的标准且廉价的微加工技术，以纳米级分辨率将玻璃载玻片粗糙化。然后，他们在不同的血液样本中加入了来自人类乳腺、宫颈和前列腺组织的癌细胞。当他们把样品倒在玻璃板上时，纳米级的玻璃表面平均捕获了88%到95%的癌细胞。

傅提出了原因。

“血细胞本质上是漂浮的，”傅说。癌细胞包括源自实体瘤的循环肿瘤细胞可能是贴壁细胞。它们可以从原发肿瘤中逃脱，同时保持一定的粘附特性，使它们能够附着并形成另一个肿瘤。”

在其他研究中，研究人员注意到循环肿瘤细胞倾向于粘附在粗糙的表面。但在这些研究中，粗糙的表面涂有捕获抗体。这些新的纳米级表面不需要捕获抗体。

傅教授说:“我们的方法有了显著的改进，因为原则上它可以应用于来自实体瘤的任何癌细胞。”