东北大学在循环肿瘤细胞分离与检测研究中取得新进展

作者:通讯员 魏星编辑:王钰慧 张蕾来源:理学院更新日期:2021-09-14浏览次数:26

近日,我校理学院化学系在循环肿瘤细胞分离和检测方面取得重要进展。相关研究使用双重适配体标记的Seaurchin-DMA-AuNP探针,识别捕获血液中稀有循环肿瘤细胞;利用集成细胞分离通道和样品纯化通道的微流控芯片,对人体血液中目标细胞进行分离纯化,借助电感耦合等离子体质谱对Au-197同位素的超灵敏识别,构建了一种高效仿生CTC识别策略,可用于血液样中单个CTC细胞的筛查与分析。

循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cell,CTC)是从实体肿瘤病灶分化脱落进入外周血的各类细胞的统称,部分循环肿瘤细胞甚至可以发展成为新的转移灶。研究表明,超过百分之九十的肿瘤疾病相关死亡与CTC转移有关。因此,对CTC的快速准确分析在癌症早期诊断、肿瘤转移检查、预后判断、疗效评价等方面都具有重要意义。

相对于单适配体探针或微固体界面结合适配体的方式,Sea urchin-DMA-AuNP探针中的Sgc8和SYL3C适配体分别对肿瘤细胞标志物PTK7和EpCAM具有更高的结合效率和特异性。该研究利用增强型螺旋分离单元和水动力过滤纯化单元的集成化微流控芯片,可以在温和的流体条件下,去除样品基质中的囊泡等潜在假阳性微纳米级污染物,有效地从血液中分离出具有高生物活性的CTC,其对循环肿瘤细胞的检测速度和分辨率均优于目前主流商品化仪器,可快速识别血液中EpCAM和/或PTK7阳性的CTC,并在单细胞分辨率下完成无背景干扰的CTC分析,为基于适配体的临床体液快速诊断提供有益信息。基于该项研究申请的专利已进入实质审查阶段,相关研究发表在美国化学会ACSApplied Materials & Interfaces期刊上,我校化学系博士生张璇为论文第一作者(论文链接:https://doi.org/10.1021/acsami.1c11953)。

据悉,该研究工作是王建华教授主持的国家重大科研仪器研制项目(适于生命体系中金属/类金属形态分析的光谱系统研制项目)的重要组成部分,该仪器研制项目在单细胞样品预处理及单细胞元素分析等方面获得许多重要成果,包括设计构建了一系列基于介观流控模块单细胞分离获取装置,利用电感耦合等离子体质谱的高灵敏度,揭示了单细胞中多种元素不同形态的分布规律及金属药物的转化情况;设计搭建了一系列基于微流控芯片以及商业微组装模块的单细胞捕获进样装置,与电感耦合等离子体质谱、激光诱导荧光、激光剥蚀系统等检测技术联用,实现了在单细胞分辨率下的高检测效率、高通量、多维度参数采集、成像分布及信息统计,为细胞间的金属药物转运、纳米粒子亚细胞定位、元素拮抗互作的研究、单细胞分析仪器的设计与构建提供重要理论基础和实践经验。基于相关研究,团队在ACS Nano,SmallMethods,Analytical Chemistry,ACSApplied Materials & Interfaces等国际高水平期刊发表一系列论文,申请国家发明专利7项,其中获批3项,4项进入实质审查阶段。

我校分析测试中心对适配体探针的表征等提供了技术支持。


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