功能化电纺丝纳米纤维通过微流控技术用于分离循环肿瘤细胞的研究

　　东华大学史向阳教授：功能化静电纺丝纳米纤维通过微流控技术用于分离循环肿瘤细胞的研究
　　DOI: 10.1007/s42765-021-00075-x
　　为实现特异性分离和收集循环肿瘤细胞，以及避免阳性分选法在循环肿瘤细胞释放过程对其产生的机械损伤，本文将链霉亲和素修饰在聚乳酸-羟基乙酸纳米纤维上，将生物素化的抗体标记在白细胞表面，利用生物素-亲和素的特异性结合，将血液中的白细胞捕获在纳米纤维表面，将循环肿瘤细胞富集在回收液中，从而实现循环肿瘤细胞的直接分选和富集。本文系统研究了功能化纳米纤维膜的制备、表面改性及其物理化学性能，验证了纳米纤维膜的血液相容性和细胞相容性，验证了白细胞在功能化纳米纤维表面的特异性捕获；随后制备了整合纳米纤维膜的微流控芯片系统，利用微流控芯片样品需求量少、检测灵敏度高和分析速度快等优点，通过优化微流控系统的流速以及A549细胞模拟血液中不同循环肿瘤细胞的数量，提高循环肿瘤细胞阴性分选的回收率。最后，在优化的分选条件下，对28名肺癌患者的血液进行双盲检测和三色免疫荧光染色和计数。初步验证了该项技术用于临床上对非小细胞肺腺癌病人的循环肿瘤细胞的计数和基于美国国立综合癌症网络(NCCN)的TNM分期的潜在的可行性。
　　图 1 a 使用 SA 修饰的电纺 PLGA 纳米纤维通过生物素-SA 相互作用捕获 WBC 的 CTC 富集方法的示意图。 b 实验装置照片。
　　图 2 电纺 PLGA 纳米纤维的 SEM 图像。b 电纺PLGA纳米纤维的直径分布直方图。c PLGA 纳米纤维、游离 SA 和 PLGA-SA 纳米纤维的 FTIR 光谱。d PLGA 和 PLGA-SA 纳米纤维的 TGA 曲线。
　　图3 静态条件下不同孵育时间点下A549细胞和白细胞对PLGA-SA纳米粒子的捕获效率。
　　图 4 a 以不同流速嵌入 PLGA-SA 纳米纤维垫的微流控芯片中 WBC 的捕获效率。b 加标 A549 细胞的回收率，通过将混合有不同数量 A549 细胞的 WBC 悬浮液以 0.5 mL h-1 的流速泵入微流体装置进行测试。
　　图 5 PLGA-SA 纳米纤维在微流控芯片中以 0.5 mL h-1 的流速捕获 WBC（具有蓝色细胞核的红色细胞）和 A549 细胞（仅具有蓝色细胞核的细胞）的相差和荧光显微术。
　　图 6a 来自使用微流体芯片阴性分离的一名 NSCLC 患者的 CTC 的荧光显微图像。应用基于 Alexa Fluor 568 标记的抗 CK7、FITC 标记的 SA 和 DAPI 核染色的三色免疫细胞化学方法来识别和枚举 NSCLC 患者的 CTC。b 每毫升血液的 CTC 计数。
　　文章来源：北京永康乐业公司 http://www.biofabrication.cn/
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