[发明专利]一种用于靶向捕获癌细胞的叶酸功能化纳米纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于靶向捕获癌细胞纳米材料的制备领域，特别涉及一种用于靶向捕获癌细胞的叶酸功能化纳米纤维的制备方法。

背景技术

循环肿瘤细胞(CTC)是肿瘤转移过程中在血液循环系统中存活的肿瘤细胞，该细胞的生成被认为是肿瘤发生转移的必要前提。恶性肿瘤是我国死亡率最高的重大疾病之一，90％以上肿瘤患者的死亡都是由于肿瘤转移所致。侵袭与转移是恶性肿瘤最显著的特征之一，肿瘤细胞自发或因诊疗操作从原发肿瘤脱落，发生上皮-间质转化(EMT)，从而具有流动特性，进入外周血中，就形成了循环肿瘤细胞(CTC)。CTC的检测有助于研究肿瘤转移机制、指导肿瘤治疗、判断治疗效果、为推断预后提供可靠参考，是国内外肿瘤治疗关注的焦点。

纳米材料由于其尺寸较小(1-100nm)，具有特殊的光学、电子学和磁学等性质受到越来越多的关注。据报道证明纳米结构可以很好地促进其与细胞间的相互作用，大大提高捕获效果。随着纳米科学与技术的发展，人们获得了结构可控的、表面功能化的纳米材料和纳米结构，靶向CTC表面标志物的特异性识别分子修饰的纳米材料对CTC细胞的检测研究受到了科学家的广泛关注，并取得了令人瞩目的成果。2013年，《自然》(Nature)杂志将CTC纳米检测列为最具创新性和转化潜力的肿瘤诊断新方法[MARX V.Tracking metastasis and tricking cancer[J].Nature,2013,494(7435):133-8.]。

静电纺丝技术因为其设备简单，操作容易以及高效等特点，并且通过其制备的纳米纤维比表面积高、均一性好以及纤维形貌可调可控等优点，而成为近年来备受关注、应用最多的制备纳米纤维的方法。使用该方法可以制备出直径10nm～10μm的超细纤维，在催化剂载体、生物医学、增强材料、过滤材料、电极材料、传感器等方面都有很好的应用。

聚乙烯醇(PVA)具有优异的生物可降解性、生物相容性，在外科用缝合线、体内植入材料、药物载体及组织工程支架方面有着广泛的应用。PVA是一种半晶状聚合物，具备较高的化学稳定性和热稳定性。PVA无毒，对动物体没有负面影响，与皮肤接触不会造成任何损伤。聚乙烯亚胺(PEI)表面含有大量氨基，表面易修饰，且与PVA混纺可以很容易实现表面交联，提高其水稳定性，目前正受到越来越广泛的关注。

目前，抗体、多肽、E-选择素等细胞配体已被功能化修饰至纳米纤维表面，并应用于癌细胞的特异性捕获。文献[ZHA Z B,COHN C,DAI Z F,et al.Nanofibrous lipid membranes capable of functionally immobilizing antibodies and capturing specific cells[J].Adv Mater,2011,23(30):3435-40.]中表明叶酸(FA)与叶酸受体(FR)有很高的亲和力。叶酸受体(FR)在许多上皮源性和非上皮源性恶性肿瘤细胞显著高表达，其表达水平大大高于正常细胞，具有组织特异性。FR是细胞摄取叶酸的重要途径，其机制为受体介导的内吞效应，这种机制具有亲和力高、特异性强的特点，有良好的物质转运潜能。叶酸是包括DNA合成、DNA修复和细胞分裂在内的很多生物过程所需的一种必要维他命。“正常”细胞表达数量相对较少的三个叶酸受体FRα、FRβ和FRγ，而它们在癌细胞中普遍过度表达FRα和FRβ。能够过度表达叶酸受体的癌症细胞包括卵巢癌、肺癌、肾癌、子宫内膜癌、乳腺癌、脑癌、结肠癌和造血系骨髓细胞癌等。

有文献报道[Zhao,Y.,et al.,Dendrimer-functionalized electrospun cellulose acetate nanofibers for targeted cancer cell capture applications.Journal Of Materials Chemistry B,2014.2(42):p.7384-7393.]，通过将叶酸与树状大分子结合，并修饰到聚电解质自组装纳米纤维表面，对癌细胞特异性地捕获。该方法操作复杂，自组装的步骤繁琐，且成本昂贵。

聚乙烯亚胺(PEI)表面含有大量氨基，易修饰，且成本低廉，检索国内外相关文献和专利结果表明：通过运用聚乙烯亚胺(PEI)进行表面修饰，用于靶向捕获癌细胞的叶酸功能化纳米纤维的制备方法，尚未见报道。

发明内容