[发明专利]细胞复刻表面及其应用

说明书

本发明提供了一种细胞复刻表面及其应用，是可以用于血液中稀有细胞高纯度捕获的与模板细胞结构互补的微纳拓扑结构表面，在其表面还可以修饰有稀有细胞特异性识别抗体，在两者的协同作用下可实现稀有细胞的高效特异性捕获。本发明所述细胞复刻表面的制作工艺简单、制备成本低廉、其对稀有细胞有很高的捕获效率，并且特异性能优越，还具有不同稀有细胞类型的广谱捕获性。特别适用于捕获富集病人体内的稀有细胞，尤其是循环肿瘤细胞，对癌症预后、早期诊断、疗效评估、复发预测以及个体化治疗等都有着重要的指导作用。

技术领域

本发明属于生物功能材料、分析检测技术领域，特别涉及在材料表面形成细胞复刻表面，并用于捕获血液中稀有细胞，尤其是循环肿瘤细胞的技术。

背景技术

血液中一些细胞的含量非常少，但是对于理解疾病很重要，比如干细胞、循环内皮细胞、残留病变细胞和循环肿瘤细胞。准确检测和分析这些稀有细胞，对理解疾病进程和发病机制非常关键，尤其是循环肿瘤细胞与癌症早期诊断密切相关。研究表明90％的癌症死亡是由癌症转移引起的，循环肿瘤细胞(CTCs)是指从实体肿瘤病灶脱落，发生上皮-间质转化(EMT)后具有流动特性而进入外周血的肿瘤细胞。CTCs与癌症转移密切相关，因此直接从血液中捕获CTCs是一种微创性的检测手段，可以对化疗效果深入了解并能实现癌症的早期诊断。近年来，CTCs捕获技术主要分为物理法和生物化学法。物理法主要是利用癌细胞与正常血细胞在尺寸、密度等方面的差异对癌细胞进行分离。生物化学法基于免疫识别分离的原理，目前主要以上皮细胞粘附分子抗体(Anti-EpCAM)或核酸适配体为识别分子，磁性纳米颗粒或微流控芯片为载体实现对CTCs的捕获。虽然这些方法都具有一定的CTCs捕获效果，但也存在着各种不足。文献Small 2015,11,3850、Angew.Chem.Int.Ed.2016,55,1252、Chem.Soc.Rev.,2017,46,4245综述了近年来CTCs捕获的方法和技术，也提出了一些存在的问题。如物理法分离纯度低；磁珠法操作复杂、不具备广谱性；微流控芯片制备成本高、细胞富集时间较长等。此外，中国专利CN201610760765.4、CN201380075303.3、CN201580022705.6中报道的CTCs捕获技术也很难克服上述的问题。

微纳米结构具有高比表面积和生物相容性，在不同的微纳米拓扑结构中，细胞表面形态作为多尺度、复杂且自然的微纳米结构，具有纳米尺度的丝状伪足和微米尺度的表面微凸体。因此，我们提出选用高分子材料，通过软刻的方法制备与模板细胞互补的微纳拓扑结构的细胞复刻表面，并将其应用于血液中稀有细胞的捕获。目前尚未有报道此种细胞复刻表面的制备方法及其应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简便快捷，成本低廉并且具备高效捕获率及捕获纯度的细胞复刻表面。所述的细胞复刻表面，具有与模板细胞结构互补的微纳拓扑结构表面，所述模板细胞为具有伪足结构的组织细胞。

对于上文技术方案中所述的细胞复刻表面，优选的情况下，其除了含有微纳拓扑结构表面之外，还具有修饰在此表面的稀有细胞特异性识别抗体，所述的稀有细胞特异性识别抗体为待捕获稀有细胞的特异性识别抗体，所述的待捕获稀有细胞选自干细胞、循环内皮细胞、残留病变细胞和循环肿瘤细胞。

本发明上文所述的微纳拓扑结构表面是与模板细胞结构互补的微纳拓扑结构表面，其中，所述模板细胞为具有伪足结构的组织细胞。使得细胞复刻表面具有丰富的模板细胞丝状伪足的微纳米结构，通过微纳米结构与模板细胞的拓扑结构产生增强粘附效应，同时，辅以在其表面修饰稀有细胞特异性识别抗体，抗体特异性识别提高了待捕获细胞的捕获率并降低了血细胞的粘附。

对于上文技术方案中所述的细胞复刻表面，优选的情况下，所述的待捕获稀有细胞特异性识别抗体，是通过化学偶联法或生物亲和法连接修饰在微纳拓扑结构表面上的。所述的化学偶联法或生物亲和法为生物技术领域的常规技术。