[发明专利]纳米纤维基底及其制备方法、纳米纤维基底的应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学材料技术领域，具体是一种纳米纤维基底及其制备方法和纳米纤维基底在CTC捕获和释放方面的应用。

背景技术

CTC(circulating tumor cell)是循环肿瘤细胞的简称。循环肿瘤细胞是存在于外周血中的各类肿瘤细胞的统称，因自发或诊疗操作从实体肿瘤病灶(原发灶、转移灶)脱落，大部分CTC在进入外周血后发生凋亡或被吞噬，少数能够逃逸并发展成为转移灶，增加恶性肿瘤患者死亡风险，它是绝大多数恶性肿瘤患者在术后出现远处转移和术后复发的主要原因。研究表明血液中CTC数目与癌症患者病情发展息息相关，因此监测血液中CTC数目对于评估癌症转移和疗效十分重要。另外，CTC分子水平分析可以提供许多临床相关的重要信息，有效指导临床治疗。

对CTC进行分子鉴定和功能分析时要求CTC样品具有高纯度、高活性的特点。虽然目前已有一些CTC富集技术出现，但是由于待捕获样品经分离后仍具有较多数量的血细胞，因此捕获CTC的纯度一般都不太高。此外，在捕获CTC后，由于已捕获细胞不仅与基底发生特异性结合，还会发生非特异性结合，导致CTC释放时有部分细胞损失，难以保持较高的生物活性。因此，如何优化用于CTC捕获和释放的基底，以提高CTC的纯度和生物活性，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米纤维基底及其制备方法、以及所述纳米纤维基底在CTC捕获和释放方面的应用，以解决捕获CTC的纯度和生物活性较低等问题。

为了解决上述问题，本发明包括三个方面。

第一个方面，本发明提供一种纳米纤维基底，用于CTC捕获与无损释放，所述纳米纤维基底包括依次连接的衬底、纳米结构层、抗粘附分子层以及亲和捕获分子层。

进一步地，所述衬底为玻璃衬底、石英衬底、聚二甲基硅氧烷衬底或硅片衬底中的一种或几种的结合；所述纳米结构层由通过静电纺丝工艺沉积在所述衬底上的壳聚糖纳米纤维构成；所述抗粘附分子层由接枝在所述壳聚糖纳米纤维表面的羧基甜菜碱分子刷构成；所述亲和捕获分子层由偶联在所述抗粘附分子层上的靶细胞亲和捕获分子构成。

优选地，所述纳米结构层是由直径为100～500nm的壳聚糖纳米纤维堆积而成。

在本发明中，靶细胞为上皮蛋白过表达的循环肿瘤细胞；所述靶细胞亲和捕获分子为基于靶细胞粘附蛋白筛选的特异性适配体或者所述特异性适配体的修饰化产物。

进一步地，所述纳米纤维基底还包括捕获分子互补链，所述捕获分子互补链为所述靶细胞亲和捕获分子的互补链。

第二个方面，本发明提供一种纳米纤维基底的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：准备一衬底；

步骤二：在所述衬底上沉积纳米结构层；

步骤三：在所述纳米结构层上接枝抗粘附分子层；

步骤四：在所述抗粘附分子层上连接亲和捕获分子层。

进一步地，所述衬底为玻璃衬底、石英衬底、聚二甲基硅氧烷衬底或硅片衬底中的一种或几种的结合；所述纳米结构层由通过静电纺丝工艺沉积在所述衬底上的壳聚糖纳米纤维构成；所述抗粘附分子层由接枝在所述壳聚糖纳米纤维表面的羧基甜菜碱分子刷构成；所述亲和捕获分子层由偶联在所述抗粘附分子层上的靶细胞亲和捕获分子构成。

优选地，所述纳米结构层是由直径为100～500nm的壳聚糖纳米纤维堆积而成。

在本发明中，靶细胞为上皮蛋白过表达的循环肿瘤细胞；所述靶细胞亲和捕获分子为基于靶细胞粘附蛋白筛选的特异性适配体或者所述特异性适配体的修饰化产物。

进一步地，所述纳米纤维基底还包括捕获分子互补链，所述捕获分子互补链为所述靶细胞亲和捕获分子的互补链。

【具体步骤】进一步地，所述步骤二包括：通过静电纺丝工艺将含有壳聚糖聚合物的电纺溶液喷射纺丝在所述衬底上，形成沉积在所述衬底上的所述纳米结构层；和/或

所述步骤三包括：将所述步骤二得到的连接有所述纳米结构层的所述衬底在含有三乙胺的二氯甲烷和溴代异丁酰溴的混合溶液中进行反应，得到CNFs-Br；并将所述CNFs-Br置于三蒸水、甲醇、CBMA、PMDETA和溴化亚铜混合的反应液中进行反应，得到接枝在所述纳米结构层上的所述抗粘附分子层；和/或

所述步骤四包括：利用EDC和NHS将所述抗粘附分子层进行活化；将靶细胞亲和捕获分子水溶液与活化后的所述抗粘附分子层进行化学耦合，形成连接在所述抗粘附分子层上的所述亲和捕获分子层。