当前癌细胞异质性检测与细胞内基因分析面临关键局限：（1）效率低下：传统检测需2天以上；（2）特异性差：难以实现单细胞水平的精准分析，易受干扰。针对这些问题，课题组成员提出立体式细胞阵列诊断平台：（1）开发纳米电穿孔介导的立体式细胞阵列芯片，结合基因探针高效递送与单细胞原位检测技术，将检测时间从传统 2 天缩短至 30 分钟，实现基因异质性、免疫逃逸、机械调控、耐药性的综合分析；（2）依托纳米电穿孔技术优势，实现探针递送<1秒、细胞存活率>90%、检测通量>10万细胞/芯片（Z. Dong et al. Nano Letters, 2021）；（3）光镊单细胞单分子操控技术相关成果 “Sub-femtonewton force sensing in solution by super-resolved photonic force microscopy” 发表于 Nature Photonics, 2024，并入选 “2024 中国光学十大进展”（应用研究类）；（4）建立细胞内基因实时检测体系，通过 Domino-probe、Cyclic Amplification 等设计，精准分析突变基因、增强子活性与蛋白表达，成功实现肺癌免疫治疗获益人群精准预测（基于 CTCs/ T 细胞相互作用与 PD-L1 表达检测，Z. Dong et al. PNAS, 2024），并完成细胞内基因动态监测（Y. Sheng et al. JACS, 2022）。