近年來(lái),癌癥已成為威脅人類生命健康的頭號(hào)殺手。在癌癥的死亡病例中,有超過(guò)90%的癌癥患者死于腫瘤的轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)。由于腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移特性,腫瘤細(xì)胞能夠從原位腫瘤脫落進(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng),從而形成循環(huán)腫瘤細(xì)胞（circulating tumor cells,CTCs）。人外周血中CTCs的檢測(cè)對(duì)于癌癥的早期診斷、發(fā)展預(yù)測(cè)、療效評(píng)價(jià)和個(gè)體化治療等都具有重要意義。但是,由于癌癥病人血液中CTCs的稀少性和異質(zhì)性,通過(guò)常規(guī)手段從血液中分離或捕獲CTCs仍面臨著很大的挑戰(zhàn)。靜電紡絲納米纖維具有比表面積大、可模擬天然細(xì)胞外基質(zhì)、生物相容性好以及易于制備和表面功能化修飾等諸多優(yōu)點(diǎn),使其成為癌細(xì)胞捕獲應(yīng)用的理想平臺(tái)。本論文以靜電紡納米纖維為基體材料,構(gòu)建了一系列基于納米纖維的功能化平臺(tái),通過(guò)纖維表面功能化修飾并整合微流控技術(shù)用于CTCs的高效捕獲和釋放,通過(guò)均質(zhì)處理獲得單分散納米短纖維或者載藥纖維環(huán)用于CTCs的分選應(yīng)用和和腫瘤治療研究,具體研究如下:針對(duì)目前CTCs捕獲純度低、親和捕獲不易釋放等問(wèn)題,構(gòu)建整合兩性離子功能化納米纖維的微流控芯片用于CTCs的特異性捕獲和無(wú)損釋放。首先,通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合... 

【文章來(lái)源】：東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：151 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

CTCs的捕獲分離方法[25]

東華大學(xué)博士學(xué)位論文第一章5于Poiseuille流動(dòng)條件、慣性升力以及Dean阻力的影響，不同尺寸的細(xì)胞在微通道底部的不同位置處達(dá)到平衡。開(kāi)發(fā)的螺旋生物芯片可以使紅細(xì)胞中的CTCs富集104倍，處理7.5mL血液樣品的時(shí)間小于10min，分離效率達(dá)到了85%�；谖锢矸诌x的微流控芯片通常分離效率較高，易于加工、分選時(shí)間短且不需要昂貴的生物靶向抗體，但由于其缺乏特異性，導(dǎo)致分離純度相對(duì)較低。圖1-2(a)用于捕獲CTCs的多重螺旋微流體芯片[45]；(b)通過(guò)具有梯形橫截面的螺旋通道進(jìn)行CTCs富集[46]基于靶向標(biāo)記的微流控芯片主要是利用微流控芯片內(nèi)部修飾的靶向分子與CTCs表面標(biāo)志物的親和識(shí)別實(shí)現(xiàn)CTCs的捕獲和分離。該類芯片可以高特異性地捕獲CTCs，具有相對(duì)較高的捕獲純度，但是由于需要在通道內(nèi)部修飾靶向分子，制備工藝較為復(fù)雜，且成本較高。通常將靶向分子修飾在微流控通道表面或者修飾在與微流控通道整合的微納米基質(zhì)表面。另外，可以通過(guò)在微流控通道內(nèi)部構(gòu)建微納米界面或者圖案化處理以及通道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（如魚(yú)骨形通道）增加靶向分子與CTCs的接觸，提高親和識(shí)別的效率。在2002年，Stroock等人[35]報(bào)道了由交錯(cuò)的人字形凹槽組成的微流體通道，這些微通道中的凹槽可以引起低流體阻力，從而產(chǎn)生流體的橫向移動(dòng)并引起微渦流和對(duì)流流動(dòng)。基于這一原理，Stott等人[47]設(shè)計(jì)了一種人字形CTCs芯片，用于提高CTCs與抗體修飾表面的接觸幾率，從而提高CTCs回收率。該人字形芯片對(duì)中度表達(dá)EpCAM的PC3細(xì)胞的捕獲效率也可以達(dá)到90％。與內(nèi)部平坦的微通道相比，人字形芯片的CTCs捕獲效率提高了70％，捕獲效率大于95％�？紤]到無(wú)靶向標(biāo)記微流控芯片和基于靶向標(biāo)記微流控芯片各自的局限性，許多研究人員嘗試將基于兩種方法的微流控技術(shù)相結(jié)合，以提

東華大學(xué)博士學(xué)位論文第一章7分離和檢測(cè)，因而具有較大的臨床應(yīng)用潛力。圖1-3.快速響應(yīng)磁性納米球用于CTCs的快速、高效捕獲和檢測(cè)[51]。圖1-4.整合MNPs的微流體系統(tǒng)用于CTCs的分離和檢測(cè)[52]。為了更好地對(duì)CTCs進(jìn)行捕獲和檢測(cè)，可將MNPs與CTCs捕獲鑒定的其他策略（如熒光染色、微流控芯片等）相結(jié)合。例如，利用熒光染料標(biāo)記的MNPs可以用于多種類型腫瘤細(xì)胞的同時(shí)檢測(cè)和分離[53]。首先，分別用紅色熒光和黃色熒光染料標(biāo)記的anti-CD3和anti-PSMA修飾MNPs，并用于靶向結(jié)合白血病JurkatT細(xì)胞和前列腺LNCaP癌細(xì)胞；在外部磁場(chǎng)和熒光顯微鏡下，混合物中的Jurkat細(xì)胞和LNCaP細(xì)胞可基于熒光進(jìn)行區(qū)分并分離。此外，郭等人[54]以CdSe/ZnS量子點(diǎn)為熒光劑，通過(guò)超聲誘導(dǎo)自發(fā)封裝得到量子點(diǎn)熒光標(biāo)記的MNPs，隨后通過(guò)鏈霉親和素在熒光MNPs表面修飾生物素化的人表皮生長(zhǎng)因子（EGF），

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Advances in isolation and detection of circulating tumor cells based on microfluidics[J]. Dan Zou,Daxiang Cui.  Cancer Biology & Medicine. 2018(04)
[2]Folic Acid Modified Electrospun Poly（vinyl alcohol）/Polyethyleneimine Nanofibers for Cancer Cell Capture Applications[J]. Zhang-yu Fan,Yi-li Zhao,朱曉玥,Yu Luo,Ming-wu Shen,史向陽(yáng).  Chinese Journal of Polymer Science. 2016(06)



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