癌症作为目前世界范围内的主要致死病因之一,是亟待研究者们攻克的重点。开发新型癌症检测诊断技术则是癌症研究的一个重要方向。传统的癌症诊断技术包括组织活检、影像学检查与经典特异性靶标血检,但这些方法桎梏于灵敏度、准确性、检查手段等原因,已经不能满足现阶段以及未来癌症诊断的需要。在对各类新型技术方法的探索中,基于循环肿瘤细胞的液态活检方法脱颖而出,成为众人的焦点。循环肿瘤细胞是肿瘤组织脱落下并进入外周血循环的肿瘤细胞,带有肿瘤组织的丰富信息。受限于全血中其个数的稀少,循环肿瘤细胞的检测存有较高难度。现阶段发展得最成熟且最有优势的领域即是借助微流控芯片实现循环肿瘤细胞的富集检测。微流控芯片具有微量、快速、高效、高通量、操控性高等优点,正适用于循环肿瘤细胞的检测分析。本文里,将微通道内流体力学的确定性侧向位移原理与生化领域中的分子靶向识别原理相结合,设计出一款微流控芯片,实现了循环肿瘤细胞的高灵敏检测与功能性下游分析。通过在该微流控芯片中构建不同功能的微纳米识别界面,可获得不同的循环肿瘤细胞检测分析目的:其一,我们在微米级别的通道微柱表面修饰上特异识别循环肿瘤细胞的抗体,构建出抗体分子界面。利用抗体稳定强劲的靶标结合能力,结合流体力学原理促成的高靶标-抗体界面接触几率,实现了高灵敏的循环肿瘤细胞检测,并将其应用在前列腺癌的临床诊断上,达到了临床患者92.9%的检出率;其二,我们借助金纳米粒子富集作用,促生了核酸适体的多价识别效应,大程度提高核酸适体对循环肿瘤细胞的结合能力。在依据确定性侧向位移原理排布的通道微柱表面构建该金纳米-核酸适体复合体纳米界面,使我们不仅能够高效分离血液里的循环肿瘤细胞,还可使用谷胱甘肽小分子温和无损地将捕获后的细胞释放,并进一步进行细胞培养或者细胞测序分析,为深入探究、挖掘循环肿瘤细胞的丰富信息提供了可能。