近年來,癌癥已成為威脅人類生命健康的頭號殺手。在癌癥的死亡病例中,有超過90%的癌癥患者死于腫瘤的轉(zhuǎn)移和復發(fā)。由于腫瘤的侵襲和轉(zhuǎn)移特性,腫瘤細胞能夠從原位腫瘤脫落進入血液循環(huán)系統(tǒng),從而形成循環(huán)腫瘤細胞（circulating tumor cells,CTCs）。人外周血中CTCs的檢測對于癌癥的早期診斷、發(fā)展預測、療效評價和個體化治療等都具有重要意義。但是,由于癌癥病人血液中CTCs的稀少性和異質(zhì)性,通過常規(guī)手段從血液中分離或捕獲CTCs仍面臨著很大的挑戰(zhàn)。靜電紡絲納米纖維具有比表面積大、可模擬天然細胞外基質(zhì)、生物相容性好以及易于制備和表面功能化修飾等諸多優(yōu)點,使其成為癌細胞捕獲應用的理想平臺。本論文以靜電紡納米纖維為基體材料,構建了一系列基于納米纖維的功能化平臺,通過纖維表面功能化修飾并整合微流控技術用于CTCs的高效捕獲和釋放,通過均質(zhì)處理獲得單分散納米短纖維或者載藥纖維環(huán)用于CTCs的分選應用和和腫瘤治療研究,具體研究如下:針對目前CTCs捕獲純度低、親和捕獲不易釋放等問題,構建整合兩性離子功能化納米纖維的微流控芯片用于CTCs的特異性捕獲和無損釋放。首先,通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合... 

【文章來源】：東華大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

CTCs的捕獲分離方法[25]

東華大學博士學位論文第一章5于Poiseuille流動條件、慣性升力以及Dean阻力的影響，不同尺寸的細胞在微通道底部的不同位置處達到平衡。開發(fā)的螺旋生物芯片可以使紅細胞中的CTCs富集104倍，處理7.5mL血液樣品的時間小于10min，分離效率達到了85%�；谖锢矸诌x的微流控芯片通常分離效率較高，易于加工、分選時間短且不需要昂貴的生物靶向抗體，但由于其缺乏特異性，導致分離純度相對較低。圖1-2(a)用于捕獲CTCs的多重螺旋微流體芯片[45]；(b)通過具有梯形橫截面的螺旋通道進行CTCs富集[46]基于靶向標記的微流控芯片主要是利用微流控芯片內(nèi)部修飾的靶向分子與CTCs表面標志物的親和識別實現(xiàn)CTCs的捕獲和分離。該類芯片可以高特異性地捕獲CTCs，具有相對較高的捕獲純度，但是由于需要在通道內(nèi)部修飾靶向分子，制備工藝較為復雜，且成本較高。通常將靶向分子修飾在微流控通道表面或者修飾在與微流控通道整合的微納米基質(zhì)表面。另外，可以通過在微流控通道內(nèi)部構建微納米界面或者圖案化處理以及通道結構設計（如魚骨形通道）增加靶向分子與CTCs的接觸，提高親和識別的效率。在2002年，Stroock等人[35]報道了由交錯的人字形凹槽組成的微流體通道，這些微通道中的凹槽可以引起低流體阻力，從而產(chǎn)生流體的橫向移動并引起微渦流和對流流動。基于這一原理，Stott等人[47]設計了一種人字形CTCs芯片，用于提高CTCs與抗體修飾表面的接觸幾率，從而提高CTCs回收率。該人字形芯片對中度表達EpCAM的PC3細胞的捕獲效率也可以達到90％。與內(nèi)部平坦的微通道相比，人字形芯片的CTCs捕獲效率提高了70％，捕獲效率大于95％�？紤]到無靶向標記微流控芯片和基于靶向標記微流控芯片各自的局限性，許多研究人員嘗試將基于兩種方法的微流控技術相結合，以提

東華大學博士學位論文第一章7分離和檢測，因而具有較大的臨床應用潛力。圖1-3.快速響應磁性納米球用于CTCs的快速、高效捕獲和檢測[51]。圖1-4.整合MNPs的微流體系統(tǒng)用于CTCs的分離和檢測[52]。為了更好地對CTCs進行捕獲和檢測，可將MNPs與CTCs捕獲鑒定的其他策略（如熒光染色、微流控芯片等）相結合。例如，利用熒光染料標記的MNPs可以用于多種類型腫瘤細胞的同時檢測和分離[53]。首先，分別用紅色熒光和黃色熒光染料標記的anti-CD3和anti-PSMA修飾MNPs，并用于靶向結合白血病JurkatT細胞和前列腺LNCaP癌細胞；在外部磁場和熒光顯微鏡下，混合物中的Jurkat細胞和LNCaP細胞可基于熒光進行區(qū)分并分離。此外，郭等人[54]以CdSe/ZnS量子點為熒光劑，通過超聲誘導自發(fā)封裝得到量子點熒光標記的MNPs，隨后通過鏈霉親和素在熒光MNPs表面修飾生物素化的人表皮生長因子（EGF），

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Advances in isolation and detection of circulating tumor cells based on microfluidics[J]. Dan Zou,Daxiang Cui.  Cancer Biology & Medicine. 2018(04)
[2]Folic Acid Modified Electrospun Poly（vinyl alcohol）/Polyethyleneimine Nanofibers for Cancer Cell Capture Applications[J]. Zhang-yu Fan,Yi-li Zhao,朱曉玥,Yu Luo,Ming-wu Shen,史向陽.  Chinese Journal of Polymer Science. 2016(06)



本文編號：3558914