SERS编码微球悬浮芯片技术用于靶细胞的高效捕获和快速检测

快速准确检测来自于血液中癌症转移时产生的循环肿瘤细胞(CTCs),将逐渐取代侵入性的直接检测肿瘤组织方法,而成为监测癌症是否转移和预后评价的重要技术。因此,CTCs也被称为“液相标本”。但由于CTCs在血液中的浓度很低,约10-20个/mL,所以如何准确的分离和检测这些CTCs已经成为目前临床检测的最大挑战。近期文献报道的主要方法是在高比表面基板上,修饰特殊的受体来捕获CTCs,然后用荧光或者电化学的方法对细胞进行检测。然而,这样高比表面基板的制备方法比较复杂,分离速度较慢,而且作为探针分子的荧光和电化学响应易受到环境的影响而产生偏差。因此,开发能够快速分离、检测方便、特异性强而且不易受外界环境干扰的检测新技术是非常重要的。

复旦大学聚合物分子工程国家重点实验室的汪长春课题组和合作者开发了一种检测循环肿瘤细胞(CTCs)的新技术,用叶酸修饰的聚甲基丙烯酸磁性复合微球作为捕获微球,SERS编码微球为探针微球,采用夹心法,与目标CTCs(以宫颈癌细胞——HeLa细胞为模型)共同组成了悬浮芯片,此悬浮芯片可以在血液中快速的将目标CTCs捕获,并在磁场操纵下通过拉曼光谱快速检测到靶细胞。该方法具有很高的选择性、检测灵敏度和检测速度,相关结果发表在Small (DOI: 10.1002/smll.201402531)上。

首先,该研发团队合成了一种高度均匀的核壳结构的磁性复合微球,它以具有高磁响应能力的磁性纳米晶簇为核心、叶酸修饰的聚甲基丙烯酸为壳层,能稳定悬浮在水溶液中,成为一个新型的“悬浮捕获基质”。通过叶酸和HeLa细胞表面过表达的叶酸受体的相互识别作用, “悬浮捕获基质”能在细胞分散液中特异的将HeLa细胞捕获,并且在外界磁场的作用下能迅速将其分离出来;同时,也可以通过用谷胱甘肽降解聚甲基丙烯酸壳层的方法将捕获到的靶细胞从“悬浮捕获基质”上洗脱下来,从而完成对靶细胞进行回收和检测。在此基础上,该团队还用SERS编码微球作为检测标签微球,与“悬浮基质微球”以及靶细胞组成悬浮芯片,能在分离的过程中将编码微球共吸附在靶细胞上,进而能直接通过拉曼光谱来检测靶细胞是否存在于血液中。此悬浮芯片制备方法简单、能快速分离和检测靶细胞,可实现在1mL含有20个左右靶细胞的血液样本中快速检测到目标细胞,该结果为此项技术的临床应用奠定了重要基础。Untitled