一、研究背景
免疫療法利用基因工程 T 細胞表達嵌合抗原受體（CAR）和 T 細胞受體（TCR）對抗癌細胞，成為個性化癌癥治療的有前途策略。然而，當前免疫治療中 CAR - T 細胞培養擴增依賴封閉生物反應器和手動質量控制，存在耗時、勞動密集、昂貴且易出錯的問題，且生物反應器在擴增階段不可接近，無法實時監測，質量控制只能在過程結束時進行，可能導致資源損失和時間浪費，因此急需實時決策工具。芯片實驗室（LoC）設備因能自動化實驗室操作、減少生物樣品和試劑用量，成為集成質量控制功能的潛在解決方案。

二、材料和方法

1. 材料：采用具有光學表面質量（表面粗糙度Ra<5nm）的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）基材和玻璃基板分別制造微流體和傳感模塊，使用聚二甲基硅氧烷（PDMS）薄層粘合兩種材料。實驗試劑包括磷酸鹽緩沖鹽水（PBS）溶液、乙醇、Dulbecco 改良 Eagle 培養基（DMEM）等，永生化前列腺癌細胞（PC 3）在特定條件下培養，使用抗 EpCAM 抗體功能化的金納米顆粒（AuNP）標記 PC 3 細胞。

1. 方法

• 設備制造：檢測平臺由 PMMA 底物上的微流體模塊和玻璃基板上的傳感模塊通過 PDMS 層結合而成。微流體通道為 Y 形，有兩個入口，用于注入細胞培養基和載體流體，主臂長 10 毫米，寬 300μm，深 200μm 。通過激光光刻在玻璃基板上制造兩個金微電極，排列在微流體通道底部，傳感元件部分的手指電極間距約 40μm，另一端為墊形并微焊到傳感器集成電路板用于 QVAR 檢測。

• 電子器件：系統電子核心是意法半導體的商用電容傳感器 ILPS22QS，用于壓力、溫度和電容測量，能對輸出電壓采樣數字化，電荷變化測量（QVAR）是核心。傳感器通過額外電路與外部環境連接，由安裝在原型板上的微控制器 STM32L476RG 本地管理。
• 軟件：開發的軟件包括 STM32L476RG 微控制器中的軟件，用于控制傳感器、設置輸出數據速率、讀取電壓值并發送時間戳到外部 PC，傳感器和 MCU 通過 I2C 接口通信，數據通過 UART 協議傳輸到 MATLAB 用戶界面進行存儲和后處理。