一、研究背景
免疫疗法利用基因工程 T 细胞表达嵌合抗原受体（CAR）和 T 细胞受体（TCR）对抗癌细胞，成为个性化癌症治疗的有前途策略。然而，当前免疫治疗中 CAR - T 细胞培养扩增依赖封闭生物反应器和手动质量控制，存在耗时、劳动密集、昂贵且易出错的问题，且生物反应器在扩增阶段不可接近，无法实时监测，质量控制只能在过程结束时进行，可能导致资源损失和时间浪费，因此急需实时决策工具。芯片实验室（LoC）设备因能自动化实验室操作、减少生物样品和试剂用量，成为集成质量控制功能的潜在解决方案。

二、材料和方法

1. 材料：采用具有光学表面质量（表面粗糙度Ra<5nm）的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）基材和玻璃基板分别制造微流体和传感模块，使用聚二甲基硅氧烷（PDMS）薄层粘合两种材料。实验试剂包括磷酸盐缓冲盐水（PBS）溶液、乙醇、Dulbecco 改良 Eagle 培养基（DMEM）等，永生化前列腺癌细胞（PC 3）在特定条件下培养，使用抗 EpCAM 抗体功能化的金纳米颗粒（AuNP）标记 PC 3 细胞。

1. 方法

• 设备制造：检测平台由 PMMA 底物上的微流体模块和玻璃基板上的传感模块通过 PDMS 层结合而成。微流体通道为 Y 形，有两个入口，用于注入细胞培养基和载体流体，主臂长 10 毫米，宽 300μm，深 200μm 。通过激光光刻在玻璃基板上制造两个金微电极，排列在微流体通道底部，传感元件部分的手指电极间距约 40μm，另一端为垫形并微焊到传感器集成电路板用于 QVAR 检测。

• 电子器件：系统电子核心是意法半导体的商用电容传感器 ILPS22QS，用于压力、温度和电容测量，能对输出电压采样数字化，电荷变化测量（QVAR）是核心。传感器通过额外电路与外部环境连接，由安装在原型板上的微控制器 STM32L476RG 本地管理。
• 软件：开发的软件包括 STM32L476RG 微控制器中的软件，用于控制传感器、设置输出数据速率、读取电压值并发送时间戳到外部 PC，传感器和 MCU 通过 I2C 接口通信，数据通过 UART 协议传输到 MATLAB 用户界面进行存储和后处理。