The efficient capture and release of the circulating tumor cells (CTCs) are promising for the CTC related cancer diagnosis and subsequent analysis. However, it is a great challenge to isolate and enrich the rare CTCs from the complex peripheral blood sample, which inhibits its broad translating to the clinical applications. Although various papers reported that the nanostructure substrates can improve the capture efficiency of CTCs, few of researches constructed 3D hierarchical micro/nano-structured microdevice to enhance the efficiency of CTC capture and release with a simple manner. Herein, a bio-inspirited 3D epithelial cell adhesion molecule (EpCAM) aptamer modified rose petal derived ZnO microchip (EpCAM-RPD-ZnO-Chip) was designed to realize efficient capture and release of the CTCs. The 3D rough spherical concave surfaces on the EpCAM-RPD-ZnO-Chip guaranteed the maximum contact with the CTCs, thus improving the capture efficiency. Moreover, simple release of CTCs by dissolving ZnO under moderate acidic condition was achieved. The topographical and target molecular recognition cooperatively contributed to highly efficient capture of CTCs. The scanning electron microscope (SEM) image clearly showed that the filopodias and lamellipodias of CTCs stretched and attached to the ZnO nanomaterials. In sum, the proposed 3D EpCAM-RPD-ZnO-Chip is expected to be a promising tool for capture and release of CTCs in clinical trials, which might lay a foundation for downstream analysis and precise drug susceptibility test for the cancer treatment.

循环肿瘤细胞 (CTC) 的有效捕获和释放对于 CTC 相关的癌症诊断和后续分析很有前景。然而，从复杂的外周血样本中分离和富集稀有 CTCs 是一个巨大的挑战，这阻碍了其向临床应用的广泛转化。尽管各种论文报道纳米结构衬底可以提高 CTCs 的捕获效率，但很少有研究构建 3D 分层微/纳米结构微器件以简单的方式提高 CTC 捕获和释放的效率。在此，设计了一种仿生 3D 上皮细胞粘附分子 (EpCAM) 适配体修饰的玫瑰花瓣衍生 ZnO 微芯片 (EpCAM-RPD-ZnO-Chip)，以实现 CTC 的高效捕获和释放。EpCAM-RPD-ZnO-Chip 上的 3D 粗糙球面凹面保证了与 CTC 的最大接触，从而提高了捕获效率。此外，通过在中等酸性条件下溶解 ZnO 实现了简单的 CTC 释放。地形和靶分子识别协同作用有助于高效捕获 CTC。扫描电子显微镜 (SEM) 图像清楚地表明，CTCs 的丝状伪足和片状伪足被拉伸并附着在 ZnO 纳米材料上。总之，所提出的 3D EpCAM-RPD-ZnO-Chip 有望成为临床试验中捕获和释放 CTC 的有前途的工具，这可能为癌症治疗的下游分析和精确的药敏试验奠定基础。此外，通过在中等酸性条件下溶解 ZnO 实现了简单的 CTC 释放。地形和靶分子识别协同作用有助于高效捕获 CTC。扫描电子显微镜 (SEM) 图像清楚地表明，CTCs 的丝状伪足和片状伪足被拉伸并附着在 ZnO 纳米材料上。总之，所提出的 3D EpCAM-RPD-ZnO-Chip 有望成为临床试验中捕获和释放 CTC 的有前途的工具，这可能为癌症治疗的下游分析和精确的药敏试验奠定基础。此外，通过在中等酸性条件下溶解 ZnO 实现了简单的 CTC 释放。地形和靶分子识别协同作用有助于高效捕获 CTC。扫描电子显微镜 (SEM) 图像清楚地表明，CTCs 的丝状伪足和片状伪足被拉伸并附着在 ZnO 纳米材料上。总之，所提出的 3D EpCAM-RPD-ZnO-Chip 有望成为临床试验中捕获和释放 CTC 的有前途的工具，这可能为癌症治疗的下游分析和精确的药敏试验奠定基础。扫描电子显微镜 (SEM) 图像清楚地表明，CTCs 的丝状伪足和片状伪足被拉伸并附着在 ZnO 纳米材料上。总之，所提出的 3D EpCAM-RPD-ZnO-Chip 有望成为临床试验中捕获和释放 CTC 的有前途的工具，这可能为癌症治疗的下游分析和精确的药敏试验奠定基础。扫描电子显微镜 (SEM) 图像清楚地表明，CTCs 的丝状伪足和片状伪足被拉伸并附着在 ZnO 纳米材料上。总之，所提出的 3D EpCAM-RPD-ZnO-Chip 有望成为临床试验中捕获和释放 CTC 的有前途的工具，这可能为癌症治疗的下游分析和精确的药敏试验奠定基础。