[发明专利]抗菌和可循环利用的细胞捕获装置及其循环方法

说明书

本发明公开了一种抗菌和可循环利用的细胞捕获装置及其循环方法。该装置由基底和纳米氧化锌材料组成。纳米氧化锌经过弱酸溶液的处理可以得到有效的无损害的捕获细胞的释放，同时在保留的氧化锌材料上进行活化可用于下一轮的细胞捕获和释放，本发明提供的装置结构可以实现细胞，特别是针对循环肿瘤细胞(CTCs)捕获和释放的整合，实现循环利用的目的，同时捕获过程中避免了细菌的感染，克服了过去方法策略中只能达到对CTCs的单纯物理计数的限制，以及使用环境和无菌处理的要求，使人们对CTCs的生物分析成为可能，为临床上癌症病人的早期诊断、伴随诊断和个性化治疗提供了很好的技术平台。

技术领域

本发明属于现代医学技术，具体涉及一种细胞或者微生物分选器件，特别涉及一种肿瘤细胞分选富集的生物分选系统及其制作工艺。

背景技术

癌症是发达国家第一位、发展中国家第二位的死亡病因。从临床上讲，造成癌症患者死亡率高的主要原因是疾病诊断的延迟和治疗方案的不恰当。从生理上来说，癌症造成的死亡大多数是由于肿瘤细胞通过血源性途径迁移到全身其他器官导致的。在这个过程中，转移癌细胞即循环癌细胞(circulating tumor cells,CTCs)在癌症转移中起着关键的作用。越来越多的证据表明肿瘤细胞从原发部位转移到其他部位在癌症发生的早期就已经发生。因此，一方面CTCs为癌症病人的早期诊断提供了一个有效的渠道。另一方面，它们也可以提供转移性恶性肿瘤的相关生物学信息。

CTCs往往具有以下特点：外周血中CTCs的含量极少，大约每1mL血液中含有1-100个CTCs，因此从外周血中分选CTCs面临巨大的技术挑战；作为上皮细胞的CTCs往往比血细胞大很多；CTCs的变形性较大，而且，癌细胞越软，侵袭转移能力越强。现有的CTCs分选富集方法有以下几种方法：(1)基于细胞大小的微过滤设备。(2)基于抗原抗体之间的免疫连接分选系统，即采用anti-EpCAM的抗体或anti-vimentin的抗体特异性修饰CTC分选的方法。该方法后来发展成为目前CTCs检测领域唯一经美国FDA认证的产品CellSearch^TM即依赖于抗原抗体的免疫连接。体外培养的癌细胞确实和体内的血细胞大小有显著差异，但是已有报导证明进入到血液系统的CTC尺寸和体外培养的同种癌细胞差别很大，更接近于体内血细胞的大小并且依赖于大小分选CTC特异性不高，会导致低纯度；目前，很多捕获装置缺乏对细胞进行收集富集，以及无菌保护的手段，同时大部分装置都是一次性的，不能重复利用造成高成本和浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种诸如循环肿瘤细胞(CTCs)分选和富集的抗菌和可循环利用的细胞捕获材料平台。

本发明的技术方案如下：

一种抗菌和可循环利用的细胞捕获材料平台由如下步骤制备：

1)在模板上利用磁控溅射的方法长上纳米氧化锌晶种层，将有晶种层的模板与作为生长液的溶液孵育得到纳米氧化锌层；生长液是硝酸锌和乌洛托品的混合溶液，生长液中两种溶质浓度都是10mM；

2)进行等离子蚀刻，之后，将装置浸泡体积分数为4％的(3-氨丙基)三甲氧基硅烷的乙醇溶液，室温孵育1小时，清洗后将装置浸泡在乙腈配置的10mM的N,N’-二琥珀酸亚胺碳酸酯溶液中，室温孵育10分钟，清洗，然后，装置加入用磷酸缓冲液配制的10μg/mL的neutravidin，室温孵育1小时，清洗，之后加入用PBS配制的1％BSA稀释的10μg/mL生物素连接的特异性抗体，比如anti-EpCAM或anti-vimentin抗体，室温孵育1小时，清洗，所述的每次清洗都是浸泡在PBS溶液中，放在摇床上5分钟；最后，用PBS配制的5％的BSA溶液进行封闭，室温1小时来减少血细胞非特异性粘附，得到抗菌和可循环利用的细胞捕获装置。

优选的，所述的模板为利用MEMS技术紫外光刻获得的PDMS基底模板。

优选的，所述的PDMS基底模板上设置高80μm，直径160μm，周期分布的圆柱，任意两圆柱的圆心间距为240μm。