光介電泳力式聚合?連鎖反應模組之開發並應用該模組於整合式光介電泳微流體系統以進行臨床血液循環腫瘤細胞之抗藥性評估

近年來微流體式聚合酶連鎖反應系統已被廣泛開發與應用。這類系統一般需要精確的溫控及流體控制，因此相對提高設計、製程、及操作的複雜及困難度。此外，這類系統擴增後的核酸分子不易操控(例如: 濃縮或收集)，這將會影響後續的核酸偵測成效。為了解決上述問題，本研究計畫(第一年)擬開發一項光介電泳力式聚合酶連鎖反應模組。該模組將利用兩個溫度源來產生一個溫度梯度，進而提供聚合酶連鎖反應所需之各種溫度需求。此外，本計畫將利用微小磁珠來扮演核酸分子的載體，並透過光介電泳力來驅動及操控這些磁珠，使其在溫度梯度場運動而進行聚合酶連鎖反應。最後再利用光介電泳力將磁珠聚集，進而對核酸分子進行濃縮或收集。整體而言，擬開發的微型化聚合酶連鎖反應模組其設計、製程、及操作簡易，且非常適合用於微量核酸樣品的擴增與檢測。就應用面而言，血液循環腫瘤細胞主要與癌症轉移有關，因此在癌症治療上，這些細胞是重要的化療藥物毒殺標的。從血液中純化分離的這類細胞，可以用來進行核酸突變點檢測以評估這些細胞對於化療藥物的反應，其目標是實現所謂的個人化癌症醫療。然而，目前的循環腫瘤細胞純化分離方法，尚無法獲得高純度的此類細胞以進行精確的核酸突變點檢測。為了解決這問題，本研究計畫(第二年)擬開發一項整合上述聚合酶連鎖反應模組的功能整合式光介電泳微流體系統。於系統中，我們將利用光介電泳力式細胞與磁珠操控，來進行循環腫瘤細胞的純化分離、細胞裂解、目標核酸片段的純化分離、核酸分子的擴增、與後續的核酸偵測。我們將探討其適化之操作條件及評估其功能成效。最後，為了展示上述系統的應用性，本研究計畫(第三年)我們將應用該系統來純化分離轉移性肺癌病患血液中的循環腫瘤細胞，並檢測其三項核酸突變點。我們將探討這些檢測結果是否與該病患對特殊化療藥物的反應一致。透過這研究，我們將評估利用循環腫瘤細胞核酸突變點的檢測結果，來協助臨床醫師選擇適合癌症病患個人的化療藥物之可行性。整體而言，結合第一年開發的聚合酶連鎖反應模組，本研究計劃擬開發之功能整合式光介電泳微流體系統非常適合用於微量樣品的處理與核酸檢測工作。除此之外，我們也深切期待該系統的臨床應用，能為個人化癌症藥物治療的願景作出貢獻。

系統編號:PB10701-0270
原計畫編號:MOST105-2221-E182-028-MY3