[发明专利]一种用于全血中循环肿瘤细胞富集和检测的二氧化硅纳米线阵列芯片及制备方法

说明书

本发明利用聚二甲基硅氧烷界面生长的二氧化硅纳米线阵列芯片实现对全血中循环肿瘤细胞的富集与检测。在有机相体系中，利用溶解性差异制得油包水型的微乳液，并将其组装在聚二甲基硅氧烷界面上，继而催化促进二氧化硅纳米线的原位生长，得到二氧化硅纳米线阵列芯片；然后将循环肿瘤细胞表面的特异性抗体固定在二氧化硅纳米线上，制备得到由表面固定有循环肿瘤细胞表面的特异性抗体的二氧化硅纳米线阵列芯片；将含有循环肿瘤细胞的待测全血样品滴加到该芯片的表面上，由所述的循环肿瘤细胞表面的特异性抗体与所述的纳米线结构的协同作用，特异性检测待测全血中的循环肿瘤细胞。

技术领域

本发明涉及生物材料和临床检测领域，具体涉及一种全血捕获癌细胞的二氧化硅纳米线阵列芯片及制备方法，特别涉及用于全血中循环肿瘤细胞富集和检测的二氧化硅纳米线阵列芯片及制备方法。

背景技术

肿瘤复发转移是导致死亡的主要原因。在外周血中检测循环肿瘤细胞(circulatingtumor cells，CTCs)对解决复发转移监测、肿瘤分子特征等临床问题有重要的应用价值。循环肿瘤细胞(CTCs)是指因自发或诊疗操作由原发灶或转移灶进入外周血循环的肿瘤细胞。侵入循环系统的肿瘤细胞，大部分由于机体的免疫识别、机械杀伤及自身凋亡在短期内死亡，只有极少数存活下来，在适于自身存活和增殖的器官或组织形成转移灶。因此，循环肿瘤细胞(CTCs)检测对肿瘤早期转移的临床诊断、预后判断、监测疗效等临床问题有重要的应用价值。

随着生物纳米技术的深入发展，目前较为成熟的循环肿瘤细胞检测技术，主要依据循环肿瘤细胞(CTCs)物理性质(如大小尺寸)和基于抗体对其亲和性与识别的生物性质以及两者综合利用，包括免疫磁性分离技术、微流体技术、微过滤技术、密度梯度离心技术，以及将几种技术结合联合起来使用。但这些方法仍然存在着效率低，纯度低以及捕获时间长等缺点。虽然两种或三种方法的结合有可能成为较为理想的方法，但近十几年的研究进展不大。

目前中科院理化技术研究所王树涛研究员等开发了特异性识别、粘附肿瘤细胞的三维微纳米界面材料，利用微纳米尺度效应对固液界面上的粘附特性调控，结合特异性抗体和界面纳米结构，实现了肿瘤细胞的高灵敏的特异性捕获，并能够从全血样品中分离活的循环肿瘤细胞，提高了对于循环肿瘤细胞的捕获效率，得到了广泛关注。

我国在循环肿瘤细胞(CTCs)分离检测技术方面的研究尚处于萌芽阶段。循环肿瘤细胞(CTCs)检测是高度可重复的一种新型微创诊断手段，目前在临床上也得到了认可，有重要的临床应用价值。因此，开发新型的功能性生物医学材料，提高对循环肿瘤细胞的捕获效率，给循环肿瘤细胞(CTCs)的研究及临床应用提供了更多的信息，这是目前本领域急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全血中捕获癌细胞的二氧化硅纳米线阵列芯片，克服血液检测中循环肿瘤细胞(CTCs)浓度很低、不易于检测的难点，同时提供一种生产成本低廉、简便快捷但高灵敏度、适于工业化批量生产的用于全血检测的特异性方法。

本发明的用于全血循环肿瘤细胞富集和检测的二氧化硅纳米线阵列芯片，其特征在于，所述二氧化硅纳米线阵列芯片包括：聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底、在聚二甲基硅氧烷界面原位生长的二氧化硅(SiO₂)纳米线阵列以及在所述二氧化硅(SiO₂)纳米线阵列表面修饰有特异性识别肿瘤细胞的抗体(如Anti-EpCAM)；其中，所述特异性识别肿瘤细胞的抗体固定量不少于0.1μg/cm²。

根据本发明所述的二氧化硅纳米线阵列芯片，其中，所述特异性识别循环肿瘤细胞的抗体，包括但不限于：与肿瘤细胞表面EpCAM等特异性抗原结合的特异性抗体(Anti-EpCAM)；与白细胞表面共同抗原CD45结合的特异性抗体；对循环肿瘤细胞(CTCs)标志物，如鸟苷酸环化酶C，细胞角蛋白(CK18，CK19，CK20)，上皮性钙黏附蛋白(E-cadherin)进行特异性识别的抗体；对肿瘤组织标志物(如癌胚抗原CEA，前列腺特异抗原PSA，糖类抗原)进行特异性识别的抗体。