循环肿瘤细胞(CTCs)作为液体活检技术的重要分支,深刻影响着包括肿瘤的早期诊断、治疗监控和转移在内的非侵入式的癌症诊疗技术的发展。因此,基于液体活检的CTCs技术在肿瘤学的精准治疗领域具有重要的研究价值。在众多繁杂的液体活检的CTCs技术中,免标记的微流控分析方法以其耗时短、节约血液样本、目标细胞损失较少和操作简单等优点从而备受关注。在这篇文章中,我们提出一款免标记的微流控细胞分选芯片,该芯片被设计成多级通道,充分利用惯性升力对细胞分离的作用。经多次重复性试验表明,未处理的全血可以通过芯片有效分离出较高活性的CTCs。所设计的芯片首先用于分离掺入人循环外周血样本的脑胶质瘤细胞,实验条件在得到优化情况下,达到最佳分离条件,通过细胞形态学分析可达平均90%以上的分离效率,收集的CTCs的纯度在84.96%以上,且所有细胞的存活率在95%以上。这些实验数据表明,我们的多级芯片的分离效果优于传统的一步式的分离方法。为了更加贴合临床效果,我们从未曾处理的病人的临床血液样本中成功地分离出保持高活性的CTCs,整个实验设备和过程都是非常简单和易于操作的。我们相信我们所提出的多级免标记细胞芯片可以成为CTCs分离和癌症的早期诊断的有效工具。