[发明专利]一种用于细胞捕获的流动识别纳米囊泡及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种用于细胞捕获的流动识别纳米囊泡，其特征在于，包括由天然细胞膜或仿生膜包绕形成的球体结构，所述膜的膜界面上通过物理、化学或生物作用修饰有特异性识别分子。本发明还提供了使用该纳米囊泡捕获循环肿瘤细胞的方法。另一方面，本发明提供了一种微流控芯片，其修饰有本发明的纳米囊泡，此外本发明还提供了使用上述微流控芯片捕获循环肿瘤细胞的方法。使用本发明的流动性增强的多价策略，可实现循环肿瘤细胞的高效、选择性、温和捕获。

技术领域

本发明涉及界面工程领域，特别涉及使用天然生物膜或仿生膜进行环肿瘤细胞的捕获。

背景技术

癌症严重威胁着人类的生命健康。据世界卫生组织发布的最新预测数据，2018年全球癌症死亡人数高达960万。发展精准诊疗技术是提高癌症患者生存率的重要策略。然而，组织活检技术作为肿瘤诊断的金标准存在取样难、侵入性强、偏差大、滞后性等不足。因此，发展与组织活检互补的癌症精准诊断新技术是当前亟待解决的科学问题。

循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cell,CTC)是指从实体瘤组织脱落进入外周血循环的肿瘤细胞，与癌症转移密切相关。基于CTC液体活检技术具有易取样、低侵入、代表全等优势，被认为是组织活检的有效补充，已成为肿瘤诊断领域的研究热点。大量研究表明，CTC检测和下游分析对癌症诊断、疗效评估、复发监测、个体化治疗等方面都具有重大意义。然而，CTC存在于环境复杂的外周血中，且含量稀少(1mL全血只有几个到几百个CTC)。因此，从外周血中高效富集CTC是其检测和分析的重要前提。

亲和分离是目前CTC分离最常用的方法，具有效率高、特异性好等优点。它是基于修饰于捕获界面的生物识别分子(如抗体、多肽、核酸适体等)与CTC表面的标志物分子间的亲和作用。纳米结构基底因具有高的比表面积利于修饰高密度的识别分子进行多价识别，且能与细胞表面纳米结构(丝状伪足、微绒毛等)之间具有增强的局部拓扑相互作用。这两种作用协同增加了纳米界面的亲和力，有助于CTC的高效捕获，因此，纳米界面是目前CTC捕获最常用的界面。然而，现有的亲和纳米界面绝大多数都是基于固定有识别分子的硬基底。一方面，识别分子无法在界面上运动和局部聚集，只能有限地增加界面亲和力；另一方面，这种纳米界面无法选择性地增加细胞-界面拓扑作用，造成血细胞的非特异吸附；此外，细胞-硬基底的界面碰撞会造成CTC损伤。因此，亟需发展高效、特异、温和的CTC捕获纳米界面。

自然界普遍存在的生物膜界面具有侧向流动性，在生物有机体中扮演着至关重要的角色。细胞膜界面上配体-受体相互作用主导了多种多样的生命活动。当具有多结合位点的蛋白/病毒等个体与细胞膜结合时，细胞膜的侧向流动性能使膜上配体/受体等组分进行重排、局域化和聚集，实现多价识别和结合。这种细胞膜流动性促进的配体-受体多价作用可以极大地增加细胞活动中的结合亲和力，如病原菌侵染、细胞粘附、免疫细胞识别等。然而，细胞膜界面流动性增强的多价作用极少被用于构建纳米界面用于细胞识别和捕获。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供以下流动性增强多价识别策略，以实现循环肿瘤细胞的高效、选择性、温和捕获。

1)本发明提供一种用于细胞捕获的流动识别纳米囊泡，其特征在于，包括由天然细胞膜或仿生膜包绕形成的球体结构，所述膜的膜界面上修饰有特异性识别分子。

优选地，所述天然细胞膜包括白细胞膜、红细胞膜、血小板膜、肿瘤细胞膜。

优选地，所述仿生膜包括各种组分的脂质体。

优选地，所述特异性识别分子选自抗体、核酸适体、多肽及配体中的一种或多种。

优选地，所述特异性识别分子通过疏水相互作用、生物亲和作用或化学共价作用中的至少一种修饰于所述膜界面。

优选地，所述仿生纳米囊泡修饰有2-2000个特异性识别分子。