[发明专利]一种用于特异性识别细胞的印迹材料及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种用于特异性识别细胞的印迹材料及其制备和应用。所述的细胞印迹材料以细胞为模板，采用细胞培养与细胞固定技术将其固定于基质材料表面，通过在基质材料表面固化预聚合体系，然后分离除去基质材料，再去除固化后聚合物表面的模板细胞制备得到。该细胞印迹材料具有高选择性和高稳定性，并被进一步应用于细胞的识别、捕获与富集中。

技术领域

本发明属于功能性生物材料，及其制备技术及其在细胞识别、捕获、释放和富集中的应用，具体的说是一种新型的可以特异性识别细胞的印迹材料，及其制备和应用。

背景技术

细胞的高通量和高灵敏度检测在肿瘤诊断与治疗、环境检测和生物传感器研究中具有十分重要的作用(Aherne A.et al.,J.Am.Chem.Soc.,1996,118,8771-8772)。目前，在细胞浓度较低的环境中，细胞的检测十分困难，其主要原因是细胞含量较少，无法得到。因此，实现低细胞浓度环境中细胞检测的前提是能够将目标从环境中识别和富集出来。

细胞识别与富集细胞识别与富集技术是一种可以特异性识别和捕获目标细胞的技术。目前，识别与富集目标细胞的技术主要有两种类型，一种是基于免疫原理的技术。该技术一方面利用与目标细胞结合的抗体识别和富集细胞，另一方面利用与干扰细胞结合的抗体去除非目标细胞，达到间接识别和富集目标细胞的目的。另一种技术是基于目标细胞物理性质的技术，包括细胞的大小、密度、可变形性和带电性等。该技术利用目标细胞与干扰细胞在上述物理性质方面的差异达到识别和富集目标细胞的目的。然而，由于细胞表面抗原表达的不确定性，无法获得针对重要细胞的抗体，从而导致基于免疫原理的技术无法有效发挥其作用。另外，即使同一种细胞在不同条件下其物理性质也不尽相同，故而基于物理性质技术获得的细胞往往纯度和灵敏度较差(Catherine Alix-Panabières et al,Nat.Rev.Cancer,2014,14,623-631).因此，开发一种既能够替代抗体，又能够特异性识别和富集细胞的材料就显得十分重要。

分子印迹技术是一项以分子识别理论为基础，模拟抗体-抗原相互作用的方式，通过人工设计和合成具有特定结构和功能的分子识别材料的新技术。利用该技术制备的分子印迹材料实现对复杂环境中的目标分子的特异性识别和富集。其中，细胞印迹技术是一种以细胞为模板的新兴分子印迹技术，由其制备的细胞印迹材料作为一种天然抗体的替代品，不仅可以精确模拟天然抗体的特异性识别能力，而且具有环境耐受性更强，重复利用率更高以及适合规模化合成等优势(Schirhagl,R.et al,Anal.Chem.,2014,86,250-261)。

因此，在细胞印迹技术的基础上，我们以细胞为模板，首先采用细胞培养与细胞固定技术将模板细胞固定于基质材料上，其次引发预聚合体系在基质材料表面的固化作用得到印迹层，然后分离基质材料与印迹层，最后去除印迹层表面的模板细胞。当模板细胞除去后，材料表面就会形成与模板细胞发生多重作用的印迹位点。从而获得了具有特异性识别和富集目标细胞能力的印迹材料，并实现了细胞的识别、捕获、释放和富集。

发明内容

以待特异性识别的细胞为模板，采用细胞培养与细胞固定技术将其固定于基质材料上，通过在基质材料表面固化聚合预聚合体系形成印迹层，分离印迹层与基质材料，然后去除印迹层表面的模板细胞，得到一种能够特异性识别模板细胞的印迹材料，并将该材料应用于细胞的识别、捕获、释放和富集过程中。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

(1)采用物理处理或化学修饰方法改造基质材料表面，使其利于细胞在其表面固定。其中，基质材料包括细胞培养瓶、细胞培养板、细胞培养皿、载玻片、盖玻片中的一种或二种以上，基质材料的基质为硅氧烷类基质、聚苯乙烯类基质和金属基质。基质材料表面的改性方法包括物理涂层、表面热处理、机械打磨和等离子体表面处理的一种或二种以上；以及将能与模板细胞发生相互作用的抗体、核酸适配体、多肽和蛋白质中的一种或二种以上固载在基质材料表面。