隨著對腫瘤轉移的深入研究，迴圈腫瘤細胞（Circulating Tumor Cell，CTC）已成為當前腫瘤學研究的熱點。在外周血中檢測迴圈腫瘤細胞是預示腫瘤早期轉移最直接的方法，在腫瘤早期轉移的臨床診斷中具有積極的意義。檢測迴圈腫瘤細胞可用來揭示腫瘤轉移行為、反映腫瘤的侵襲性，具有指導臨床個體化治療並對患者進行預後評估重大價值。

自1869年迴圈腫瘤細胞被首次提出，經歷150年仍無法被廣泛應用於臨床，因為在1mL血液中，大約有5，000，000，000個血細胞，而CTC的含量往往只有1-50個。因此尋求穩定、靈敏以及特異性高的檢測方法是解決 CTC檢測問題的關鍵。從技術發展來看，CTC分離富集技術分為四代：第一代為基於物理特性的粗分離技術，第二代為基於生化特性的免疫磁珠技術，第三代為基於物理特性的膜分離技術，第四代為微流控技術。

第一代分離技術，基於物理特性的粗分離技術透過特殊濾膜裝置、密度梯度離心將CTC分離出來。這些技術操作簡單成本低廉，不依賴細胞表面抗原的表達，捕獲的細胞數量多，但是由於CTC物理特性的異質性，難以富集到高純度的CTC。

第二代分離技術，基於生化特性的免疫磁珠技術。有陽性選擇法和陰性選擇法。陽性選擇分離法即利用特異性的抗體“捕獲”腫瘤細胞。這種技術是將抗腫瘤細胞表面標誌物的抗體包被在磁性小珠上，這樣不但可以利用抗原抗體結合來識別迴圈腫瘤細胞 （CTC），還可以用磁性“捕獲”患者血樣中的迴圈腫瘤細胞 （CTC），隨後透過磁場即可將磁珠捕獲與未捕獲的細胞分離。但是迴圈中的腫瘤細胞常是高度異質性的，這時具有組織特異性的表面標誌物的表達就會有所下調。這樣的結果就會導致一些變異的腫瘤細胞可以逃脫掉捕獲富集的過程，就會得到假陰性結果，從而導致錯誤的診斷。陰性選擇法是消減血中所有不需要的細胞，比如紅細胞和白細胞。這樣就能夠僅留下少量的含有迴圈腫瘤細胞 （CTC）的富集樣本。陰性富集法需要採用大量抗體，成本高，穩定性差，難以保持CTC細胞活性，富集率及純度都較難保證。

第三代為基於物理特性的膜分離技術。根據迴圈腫瘤細胞直徑的大小，選用一定孔徑的膜進行分離。漏檢小粒徑腫瘤細胞尤其是腫瘤幹細胞，而為了提高捕獲效率，則會殘留大量的背景細胞，對鑑定造成較大的難度。

第四代為微流控技術。根據腫瘤細胞的病理學定義—核質比顯著高於正常細胞，採用基於細胞剛性程度、尺寸等物理特性的微流控晶片法，可實現非抗體依賴的CTC活性細胞無損捕獲，最大限度捕獲上皮來源、間質來源以及幹細胞來源所有表型迴圈腫瘤細胞。

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第四代微流控迴圈腫瘤細胞分選儀富集無標記、完整活性細胞，可用於腫瘤細胞形態學分析、細胞代謝分析、腫瘤藥物開發、原代腫瘤細胞庫建立等用途，還可用於單細胞蛋白組學分析、細胞表型分析、細胞免疫靶點分析等等。