适配体修饰自驱动微马达的构建及CTCs的精准检测

As a kind of real-time detection of‘liquid biopsy’, circulating tumor cells (CTCs) play an important role in early diagnosis, prognosis and individualized treatment of tumor diseases. However, CTCs are rare in the peripheral blood, and current CTCs detection methods are difficult to achieve accurate capture and detection. In order to achieve precise and efficient capture of CTCs, we will develop a self-propelled micromotors with magnetism which is modified with aptamers corresponding to tumor cell. This system could actively capture CTCs due to the nearly instantaneous recognition of the CTCs by the aptamer-modified self-propelled micromotors. Captured CTCs was analyzed in situ through the fluorescent materials with aggregation-induced emission (AIE) characteristics. The micromotors can effectively improve the capture efficiency of CTCs, and realize the integration of capture and detection. The captured CTCs can be safely and rapidly released, which would be convenient for the subsequent cellular researches.

循环肿瘤细胞（CTCs）的检测作为一种实时“液体活检”手段可为癌症的早期诊断、诊疗预后和个体化治疗等提供重要信息。但是，CTCs在外周血中的数量稀少，现有技术难于实现对低含量细胞的精准捕获并检测。为此，本项目拟构建一种磁性自驱动微马达并作为基底材料，在其表面修饰相应肿瘤细胞的适配体，通过自驱动微马达促进CTCs与其适配体的特异性结合，实现CTCs的“主动”捕获，同时利用聚集诱导发光（AIE）分子对捕获的CTCs就地检测。本项目构建的微马达能有效提高CTCs的捕获效率，实现捕获、检测一体化，并可安全快速地释放捕获的CTCs用于后续研究。

本项目旨在开展肿瘤早期无创检测的研究。循环肿瘤细胞（CTCs）可为癌症的早期诊断、诊疗预后和个性化治疗等提供重要信息，但在血液环境中丰度极低，为此本项目通过构建酶促自驱动微马达实现微量CTCs的捕获检测一体化。本项目通过结合“肩并肩”静电纺丝技术和冰冻切片技术制备长径比可控的双面短纤维，在双面短纤维一侧固定过氧化氢酶为自驱动微马达提供动力，实验结果表明不同长径比的微马达运动属性不同，长径比为2的微马达其均方位移（MSD）值明显大于其他微马达有利于捕获目标物；双面短纤维另一侧接枝相应肿瘤细胞的适配体，并通过碱基配对相互作用标记不同性质的荧光分子，实验结果表明标记的荧光分子具有聚集诱导发光（AIE）和聚集导致淬灭（ACQ）性质。由于微马达的自驱动特性可促进肿瘤细胞与适配体的竞争性结合从而导致荧光分子释放，因而对CTCs实现“主动”捕获的同时可改变荧光信号比值，该荧光信号比值与CTCs的含量呈线性关系。实验结果表明在一分钟内可完成捕获检测一体化，CTCs在模拟血液环境中的最低检测极限为25个/mL。此外，在其他肿瘤细胞存在的情况下没有表现出捕获干扰，血样中目标细胞的回收率超过95%。通过本项目的实施，探索了构建的自驱动微马达的最佳参数，为实时、快速和灵敏地检测CTCs提供了一种可行的策略。