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关键词:纳米金 修饰电极 自组装 循环伏安法
一、引言
自组装单分子膜是使用含有各种活性官能团的分子,以化学键的形式与相应的基底(如Au、Ag、Cu、Pt、Si等)相互作用从而形成的自组装膜。目前研究最多的是巯基化合物在金电极表面的自组装及应用分析。由于金表面无自然氧化膜,稳定性好,而且与二硫化合物或硫醇形成的自组装体系具有良好的稳定性,因而以Au-S键为基础的自组装体系往往成为研究的首选体系。
分子自组装技术是80年代新兴的、基于分子自组装作用,在固体表面自然形成高度有序的分子层的方法。该技术具有制备方法简单、膜结构有序、性能稳定等优点,提供了在分子水平上方便地构造理想界面的手段,对实现优良功能材料的分子设计具有指导作用,在生物仿生、生物传感器、、非线型光学等众多领域有广泛的应用前景,已成为当今学术界一项极有意义的研究课题。在众多自组装单分子膜种类中,硫醇类在金基底上的自组装因具有成膜条件较易控制、有序性强、吸附杂质少、选择性高等特点成为了研究最多和最具代表性的体系,在基础及应用研究领域都受到广泛重视。这些技术主要是针对自组装单分子膜形成后稳定状态下结构和性质的探识。但是只有了解和认识溶液中分子自组装的动态的物理和化学过程,研究自组装单分子膜有关的成膜过程的动态信息,才能更好地选择条件并控制膜的制备从而获得高质量自组装单分子膜。总之,自组装技术越来越显示出其不可比拟的优越性。自组装技术提供了分子水平上方便构造理想界面的手段,在、防腐、催化、刻蚀、电子得失反应、分子器件、非线性光学众多领域有广泛的应用前景,从而成为近年来界面化学与材料化学领域研究的特点。
近年来,以纳米粒子构建各种纳米结构功能膜越来越受到人们的青睐。纳米尺寸的金颗粒具有比表面积大、吸附力强、生物相容性好等物理化学特性,它在材料学、电子学、生物医疗以及临床诊断等研究领域均有重要作用。巯基自组装膜是近年来发展的一种新型有机超薄膜,它基于硫原子与金属的强相互作用,成膜容易,制备简单,稳定性和有序性高,而且分子另一端可以带上不同的活团以适用不同的修饰电极的要求。在免疫传感器的研究中,金电极表面上以硫醇分子的自组装应用较多,其固定途径主要是选择合适的功能团的硫醇进行自组装,然后通过活团固定抗体来达到生物分子的固定。该文结合近些年来发展的纳米金技术,先在金电极的表面修饰一层双巯基化合物,再通过纳米金与双巯基化合物中的另一巯基的共价键作用,组装一层纳米金。然后利用纳米金比表面积大、对蛋白质的强亲和性实现羊抗人IgG抗体分子的固定。由于抗体自身带有巯基,而巯基与金之间存在疏水相互作用和形成硫-金键,金纳米颗粒具有良好的生物相容性及很强的表面吸附能力,由此形成的纳米金层用于固定免疫组分及抗体和抗原的应答反应,因而用作免疫实验中合适的传感界面。其基本原理分成三步:第一步金电极与双巯基化合物通过形成金-硫共价键将双巯基化合物修饰在金电极表面,第二步纳米金颗粒与双巯基化合物的另一巯基结合将纳米金修饰在金电极上,第三步上述过程形成的自组装膜包被抗体,第四步抗体与抗原发生免疫反应。
二、正文
1.金电极的预处理
将待修饰的金电极用5#金相砂纸打磨,然后用氧化铝研磨膏在BAS抛光布上抛光成镜面,在1:1硝酸溶液中浸泡30分钟,最后用乙醇和二次蒸馏水各超声清洗2次,每次2分钟,即可得到表面清洁的裸金电极。将处理好的金电极浸入90℃的Piranha溶液(由浓硫酸与双氧水以7:3的比例制成)中10min进行活化处理。再分别用二次蒸馏水和无水乙醇超声清洗2次(每次5min),处理后的电极浸入无水乙醇中备用。
2.双巯基化合物的修饰
将处理好的电极浸入装有双巯基化合物溶液的微型塑料小试管中,置于低温环境下,并且将此装置与周围环境隔离。(因为双巯基化合物易挥发影响修饰的效果)浸泡2个小时后,取出用二次蒸馏水清洗干净,再在水中超声10秒,除去物理吸附的双巯基化合物分子,晾干后即可得到双巯基化合物分子层修饰的金电极。
3.双巯基化合物结合纳米金的修饰
将组装了双巯基化合物的金电极浸入装有纳米金溶液微型塑料小试管中,置于低温环境下,并且将此装置与周围环境隔离。浸泡大概6小时后,取出用二次蒸馏水清洗干净,再在水中超声10秒,除去物理吸附的纳米金溶液,晾干后即可得到双巯基化合物结合纳米金的修饰电极。
4.修饰双巯基化合物最佳时间的确定
用电子天平称取K3Fe(CN)61.6463g,K4Fe(CN)62.1119g放入一清洗干净的50mL小烧杯中加入少量蒸馏水搅拌溶解,然后放置500mL容量瓶中,冲洗玻璃棒与小烧杯一两次然后定容至刻度线即配制成电解质溶液500mL,两物质的浓度都为0.1mol/L。在此电解质溶液中插入三电极体系,接通电路后,在100mv/s的扫速下,电位范围-0.6~0.9v之间进行循环扫描,直至得到稳定重现的循环伏安图,达到活化电极表面的效果,记下阳极峰电流值。
5.改变修饰双巯基化合物时间参数
按照上述金电极上双巯基化合物的修饰方法修饰双巯基化合物,要求改变修饰的时间2h、4h、6h、8h、10h。而固定纳米金的修饰时间2h(此时间为任意选择的,但要求大于等于两小时)。记下五次修饰完纳米金后的循环伏安图,并且观察峰电流的变化情况。(每做完一次全过程的修饰后都必须将电极清洗干净)
6.修饰纳米金最佳时间的确定
在配制好的电解质溶液中,插入三电极体系(金电极必须用Piranha溶液清洗干净),接通电路后,在-0.6~0.9v之间进行循环扫描,记下峰电流值,观察电极是否清洗干净。然后修饰双巯基化合物,其时间即为最佳双巯基化合物的修饰时间。修饰完双巯基化合物之后,变化纳米金的修饰时间2h、4h、6h、8h、10h。记下五次修饰完纳米金后的循环伏安图,并记下峰电流的变化情况以及峰电流最高时纳米金的组装时间。(每做完一次全过程的修饰后都必须将电极清洗干净)
7.抗体的包被与最佳抗体浓度的选择
在1mg抗体中,加入1mLPBS溶液(4gNaCl、0.1gKCl、0.72gNa2HPO4、0.12gKH2PO4混合溶解加水稀释至500mL,调PH值为7)制成抗体溶液。然后用微量进样器取出5uL抗体放入一微型的小试管中,再用微量进样器吸取5uL蒸馏水与抗体混合配成1:1的抗体溶液。在修饰了双巯基化合物与纳米金的金电极表面上,滴上1:1的抗体溶液。在室温下固定大概40min以后,将其用蒸馏水清洗干净,然后以PBS溶液作为电解质测循环伏安图。同理配制1:2、1:3、1:4、1:5四个浓度的抗体溶液,并测循环伏安图。观察出现最高峰时抗体的浓度。(此浓度就为最佳抗体浓度)
8.最佳扫描速度的选择
以金电极为工作电极,依次修饰双巯基化合物(2小时)、纳米金(6小时)、抗体浓度为1:4、包被抗体30min后,在PBS溶液中,当扫速从50mv/s~100mv/s改变时,峰电流与扫速呈线性关系,但当扫速超过100mv/s时扫描图形极其不稳定性并且可能出现无响应情况。
9.抗原的包被
将电极清洗干净后,用最佳修饰双巯基化合物的时间修饰好双巯基化合物,然后用最佳纳米金修饰时间固定好纳米金。接着配制最佳浓度的抗体包被在此电极上,再滴上与抗体浓度相同的抗原溶液,测其最终循环伏安图。
三、结论
利用自组装技术将双巯基化合物与纳米金修饰在金电极表面制成良好的自组装膜修饰电极,并将其用于抗体抗原的研究。研究表明,在0.1mol/L的铁氰化钾与亚铁氰化钾溶液中,当双巯基化合物的修饰时间为2小时、纳米金的修饰时间为6小时、在100mv/s的扫描速度下,获得最佳的电极响应效果。制成的自组装电极在0.1mol/LPBS溶液中固定的抗体浓度(抗体质量对蒸馏水体积)为1:4时,固定效果达到最佳。
参考文献
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食品安全检测中的检测对象主要包括重金属离子、食品添加剂、生物毒素、致病菌、农药残留、动物性食品中兽药和违禁药物残留等。与传统检测方法相比较,利用纳米金检测有着不可比拟的优势和广阔的应用潜力,在国内外研究已取得了较大的进展。现结合其特性,将其在食品安全检测中的应用进行如下综述。
1.1利用胶体金聚集状态引起颜色变化检测这一类检测方法主要依据纳米金的表面等离子共振效应。当入射光电磁波照射到纳米金时,会使纳米金中的自由电子发生移动,导致纳米金不同位置的电荷分布不均,因而在库伦排斥力以及原子核引力的作用下,迫使电子朝向相反的方向运动,最终使电子在两个不同方向的作用下形成振荡。由于纳米金的尺寸小于入射光的波长,因此会使电子的振荡主要表现在纳米金粒子的表面。当纳米金表面电子的振荡频率与入射光电磁波的振荡频率相同时,这一现象即为表面等离子共振效应。照射在纳米金粒子上的光波,一部分被纳米金粒子吸收掉,并转化为共振的能量,即为表面等离子共振吸收效应;还有一部分被散射掉,即为表面等离子共振散射效应。在对光的吸收和散射两种效应共同作用下,会使胶体金溶液在宏观上表现出不同的颜色,其颜色与纳米金的尺寸、形状及纳米金之间的距离有关。通过在纳米金表面修饰特定物质,当待测物质存在时,会与纳米金表面的配体作用,使纳米金发生聚集而显示出溶液颜色变化。通过肉眼即可实现可视化检测,利用分光光度计也可进行定量分析。此检测方法简便、快速,具有极高的灵敏度和选择性,检测成本低,适合于现场实时检测。利用该方法检测食品中重金属离子方面已取得较大进展,研究人员发现,将巯基丙酸、4-巯基丁醇、三甘醇、肽、寡聚核苷酸、DNA或DNAzymes、氨基吡唑的衍生物、Hg2+的核酸适体[15]等分子修饰在纳米金表面,根据胶体金溶液颜色变化即可检测Hg2+。2010年,DingNan等提出一种检测Pb2+的方法,以鞣酸(tannicacid,GA)作为还原剂和稳定剂一步法合成纳米金,而Pb2+的存在会导致Pb-GA复合物的形成,致使纳米金发生聚集,溶液颜色由酒红色变为紫色,最终变为蓝色,检测限为5.8μg/L。该方法的优势在于无需在纳米金粒子表面修饰配体,在合成纳米金的过程中即可完成对Pb2+的检测。在检测食源性致病菌方面,2012年SuHaichao等提出一种检测大肠杆菌O157∶H7的方法。巯基乙胺(mercaptoethylamine,MEA)能通过巯基结合到纳米金上,同时MEA能通过静电吸附作用和大肠杆菌O157∶H7结合。因此以MEA修饰的纳米金检测大肠杆菌O157∶H7,当大肠杆菌O157:H7存在时MEA-AuNP会聚合到一起,溶液颜色由红色变为蓝色。MEA-AuNP的A625nm/A520nm与大肠杆菌的浓度呈线性相关。该法在5min内通过肉眼观察颜色变化即可完成检测,适合于现场即时检测。检测食品添加剂方面,2009年,Weston等合成由苯胺纳米金和萘纳米金两种金纳米粒子组成的胶体金溶液来检测饮用水中亚硝酸盐的含量。由于此胶体金溶液在520nm波长处具有强烈的表面等离子共振吸收而显现出红色。酸性条件下,当亚硝酸盐存在时,两种纳米金颗粒紧密的结合在一起并快速沉淀,胶体金溶液颜色由红色变为无色。当溶液中存在质量浓度超过1μg/mL的亚硝酸盐时,就可观察到颜色变化,硝酸盐的质量浓度在1.86μg/mL时溶液几乎透明。2012年ZhangJia等合成由三聚氰胺修饰的胶体金溶液来检测亚硫酸盐,在Tris-HCl缓冲液中,碳酸盐会导致纳米金聚集,而亚硫酸盐的存在会抑制纳米金的聚集,使纳米金的颜色由蓝色变为紫色,最终变为红色。根据此机理来检测亚硫酸盐,当亚硫酸盐质量浓度为24μg/L时既可观察到明显的颜色变化,检测时间仅为5min。该方法也可检测瘦肉精,如:HePingli等在2011年,报道了一种比色法来检测β-兴奋剂,并成功的在猪的体液中检测到β-兴奋剂,其原理是β-兴奋剂能直接还原氯金酸到金原子并自发的形成红色纳米金溶液,肉眼可直接分辨,这个方法可通过检测血清、尿液等液体样品检测β-兴奋剂及其类似物,具有较大的应用潜力。
1.2利用纳米金的荧光特性检测由于纳米金是一种较强的能量受体,与作为能量给体的荧光团的激发光谱发生重叠时,会发生荧光共振能量转移,最终导致供体荧光分子自身的荧光强度衰减。当荧光团吸附在纳米金上时,会使荧光团的发光发生猝灭,即为纳米金的荧光猝灭效应;另一方面,纳米金表面覆盖有大量的阴离子,当在其表面修饰某些物质时,也会使其表面的电子分布发生改变,进而会影响纳米金和所修饰物质的荧光特性。因此可以应用荧光分析法用于食品安全检测中,该方法具有灵敏度高,选择性好等优点。Huang等利用罗丹明B(rhodamineB,RB)标记的胶体金溶液来检测Hg2+。RB具有较强的荧光特性,但吸附在纳米金表面后会发生荧光猝灭,而Hg2+的存在使RB从纳米金表面脱落而恢复荧光特性。通过在纳米金表面修饰巯基丙酸和2,6-二吡啶羧酸来提高该方法对Hg2+检测的选择性,该法对水体的检测限为2.0μg/L。WeiHui等利用溶菌酶作为还原剂和稳定剂制备尺寸为1nm的金团簇,当激发波长为360nm时,在657nm波长处具有较强的荧光强度,而Hg2+会专一性地猝灭此发射峰,以此为依据来检测Hg2+,检测限为2.0μg/L,该方法具有较高的选择性和灵敏度。LiuDingbin等在2012年提出一种基于RB标记的纳米金(RB-AuNP)的分析法,通过荧光和比色两种分析手段来检测有机磷和氨基甲酸酯农药残留。将硫代乙酰胆碱(acetylthiocholine,ATC)和乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase,AChE)加入到RB-AuNP溶液中,AChE催化ATC水解产生硫代胆碱,硫代胆碱与RB相比更易结合到纳米金表面,将部分RB从纳米金表面取代,RB进入到溶液中后恢复荧光特性,同时纳米金在硫代胆碱和RB的静电作用下发生聚集,溶液颜色由红色迅速变为紫色。而此两类杀虫剂均能抑制AChE的活性,因此阻碍了硫代胆碱的产生,RB-AuNP溶液的颜色仍然为红色,同时RB的荧光性被猝灭。该检测具有较高的灵敏度和选择性,西维因、二嗪农、马拉硫磷、甲拌磷几种农药的最低检测质量浓度分别为0.1、0.1、0.3、1μg/L。
1.3利用纳米金的表面增强拉曼散射特性检测光通过介质时,与介质分子的运动相互作用引起光的频率发生变化,即为拉曼散射。通过测试样品的拉曼散射光谱是对样品进行化学成分分析的常用方法,但是由于样品拉曼散射的现象较弱,因此该方法的精确度较低,应用范围有一定的局限。由于纳米金有着较强的表面局域电场,尺寸较小、较大的比表面积、较粗糙的表面,因此当纳米金表面吸附化合物时,会引起化合物的拉曼散射发生显著的增强,即为表面增强拉曼散射效应。利用纳米金的此效应可以有效地增强纳米金表面待测物的拉曼散射,进而实现对待测物质的高精度的检测[27-28]。ZhuGuichi等在2011年,报道了一种通过竞争性表面增强拉曼散射免疫分析法来检测克伦特罗,在胶体金溶液中纳米金表面修饰4,4’-联吡啶(4,4’-dipyridyl,DP)和克伦特罗抗体,DP作为标记分子,将这种纳米金作为增强拉曼散射探针,克伦特罗和固定在基底表面上的克伦特罗-牛血清白蛋白竞争结合克伦特罗抗体,经洗涤后,通过测试DP的拉曼光谱信号强度就可检测克伦特罗质量浓度,检测限为0.1pg/mL。同年,LouTingting等利用4-巯基吡啶(4-mercaptopyridine,MPY)修饰的纳米金建立的表面增强拉曼散射分析法检测奶粉中的三聚氰胺,由于三聚氰胺诱导MPY标记的纳米金发生聚集,导致MPY的SERS信号增强,同时使溶液颜色由红色变为蓝灰色。利用该方法检测快速,灵敏度高,专一性好,检测限低至0.1ng/mL。
1.4利用纳米金为免疫标记物的检测技术1971年,Faulk等首次采用免疫金染色将兔抗沙门氏菌抗血清与纳米金颗粒结合来检测沙门氏菌的表面抗原,把胶体金引入免疫化学,由此开创了免疫胶体金技术。免疫胶体金(immunecolloidalgold,ICG)技术是以胶体金为标记物,利用特异性抗原抗体反应,在光镜电镜下对抗原或抗体物质进行定位、定性乃至定量研究的标记技术。利用该技术制成的胶体金免疫层析试纸,以条状纤维层析材料为固相载体,样品溶液通过毛细作用在层析材料上向前移动,样品中待测物与包被在层析材料上针对待测物的经胶体金标记的受体(通常是一些抗原或抗体)结合后移动至特异性的抗原或抗体区域,结合物与抗原或抗体发生特异结合而被截留在固定的位置,富集在检测带上,并通过胶体金的颜色而显现出来。此法具有操作简便、检测快速、现象明显和经济适用等优点,适合于现场快速检测。胶体金免疫层析试纸在食品安全检测方面的应用已有较深入的研究。2008年,杨挺等根据竞争式胶体金免疫层析实验原理,研制了检测氯霉素的免疫试纸条。该金标试纸条适用于动物源食品中氯霉素残留的快速检测,对虾肉、蜂蜜样品的最低检出限为1.5�g/L,对鲜奶的最低检出限为3�g/L,检测时间只需5~8min。Liu等在2013年,制备了山羊抗兔IgG-纳米金探针,并以此为基础制成了检测黄曲霉毒素B1(aflatoxinB1,AFB1)的金标记抗体的免疫层析试纸,在食品和饲料中成功的检测出了AFB1,检测限为2.0ng/mL,10min内即可完成检测。与传统的直接竞争酶联免疫吸附剂测定(cdELISA)相比,有着现象更明显,条件更简单,适用性更强等优点。利用胶体金免疫层析技术检测玉米赤霉烯酮[35]、赭曲霉素A、黄曲霉毒素M1也有很多报道。2010年LiFeng等[39]结合胶体金标记技术和电感耦合等离子质谱(inductivelycoupledplasma-massspectrometry,ICP-MS)来检测食品中的大肠杆菌。首先在纳米金表面修饰大肠杆菌O157∶H7的单克隆抗体,制成金标探针,然后将其加入到待测溶液中进行细胞培养,离心、酸解后,利用ICP-MS测定Au的强度就可得知大肠杆菌O157∶H7的浓度。该方法充分利用纳米金放大信号的特性以及ICP-MS高灵敏度的特性,使检测限低至500CFU/mL。在检测农药残留方面,该方法已经达到了实用化的阶段,已有多种基于该方法检测农药残留的仪器在市面上出现,如克百威农残速测试纸条等。Kaur等在2007年制作了一种通过色层分析法检测莠去津除草剂残留的免疫层析试纸及其组件。这种试纸以蛋白质-半抗原结合物标记的纳米金为基础制备试纸条,纳米金提高了试纸条的灵敏度,使在水样中的检测限低至1.0�g/mL。
1.5利用纳米金的电化学特性检测纳米金拥有较大的比表面积,优良的导电性和电催化特性,优异的生物相容性,这些特性使纳米金有着较好的电化学性质,用来提高电化学法分析生物分子的检测限。将纳米金修饰在电极表面,可以显著增加电极的表面积,加速电子的转移,加快响应速度,增强检测的选择性。金纳米颗粒较大的比表面积能够提高生物分子的固载量,使电流信号响应增强,提高传感器的灵敏度。同时,纳米金具有与生物分子相似的尺寸,组装到电化学传感器后,其活性中心更容易接近电极表面进行电子传递。改变纳米金表面修饰的分子,可以对不同的样品进行检测。该方法具有经济、操作简便和结果可靠等优点。2008年,Jena等在金电极表面固载3-(巯基丙基)三甲氧基硅烷((3-mercaptopropyl)trimethoxysilane,MPTS)溶胶,再将纳米金结合在该溶胶上,将电极浸在待测溶液中,通过对电流的测量来检测Cr6+,检测限为0.1�g/mL。用此电极检测水体中超痕量的Hg2+,检测限低至0.2�g/mL。2009年YangGongjun等[45]设计制作一种电容型免疫传感器检测沙门氏菌。将乙二胺修饰在玻璃碳电极上,通过纳米金将沙门氏菌的单克隆抗体(monoclonalantibody,McAbs)固定在电极上,由于沙门氏菌和McAbs相互作用,利用电化学阻抗谱(electrochemicalimpedancespectroscopy,EIS)技术可以直接检测沙门氏菌,当沙门氏菌的浓度在1.0×102~1.0×105CFU/mL范围内,电容的相对变化与沙门氏菌浓度的对数值成正比,检测限为1.0×102CFU/mL。2012年,SunXiulan等基于阻抗滴定电化学技术,将寄生曲霉产生的细胞外抗原的多克隆抗体标记在纳米金表面,并将这些纳米金修饰在L-半胱氨酸涂层电极上,制成免疫传感器,在制备酱油的发酵过程中实现对黄曲霉毒素的检测,结果表明这种免疫传感器具有极高的灵敏度,检测时间仅为30min,比传统的基于培养基技术和聚合酶链式反应(polymerasechainreaction,PCR)检测方法更快速。此免疫传感器长期稳定、专一性强、灵敏度高、重现性好。XiaoFei等在2007年,制作出一种新型的玻璃碳电极,利用电化学法来检测食物中的兽药残留——氯霉素。该电极由单壁碳纳米管、纳米金和离子液体共同组成,对氯霉素有着较准确和灵敏的检测能力,检测限为1.6�g/L,检测时间仅为150s,该电极再现性好,具有较高的灵敏度,因此检测氯霉素残留有潜在的应用前景。
2结语
关键词:纳米材料生物医学应用
1应用于生物医学中的纳米材料的主要类型及其特性
1.1纳米碳材料
纳米碳材料主要包括碳纳米管、气相生长碳纤维也称为纳米碳纤维、类金刚石碳等。
碳纳米管有独特的孔状结构[1],利用这一结构特性,将药物储存在碳纳米管中并通过一定的机制激发药物的释放,使可控药物变为现实。此外,碳纳米管还可用于复合材料的增强剂、电子探针(如观察蛋白质结构的AFM探针等)或显示针尖和场发射。纳米碳纤维通常是以过渡金属Fe、Co、Ni及其合金为催化剂,以低碳烃类化合物为碳源,氢气为载体,在873K~1473K的温度下生成,具有超常特性和良好的生物相溶性,在医学领域中有广泛的应用前景。类金刚石碳(简称DLC)是一种具有大量金刚石结构C—C键的碳氢聚合物,可以通过等离子体或离子束技术沉积在物体的表面形成纳米结构的薄膜,具有优秀的生物相溶性,尤其是血液相溶性。资料报道,与其他材料相比,类金刚石碳表面对纤维蛋白原的吸附程度降低,对白蛋白的吸附增强,血管内膜增生减少,因而类金刚石碳薄膜在心血管临床医学方面有重要的应用价值。
1.2纳米高分子材料
纳米高分子材料,也称高分子纳米微粒或高分子超微粒,粒径尺度在1nm~1000nm范围。这种粒子具有胶体性、稳定性和优异的吸附性能,可用于药物、基因传递和药物控释载体,以及免疫分析、介入性诊疗等方面。
1.3纳米复合材料
目前,研究和开发无机—无机、有机—无机、有机—有机及生物活性—非生物活性的纳米结构复合材料是获得性能优异的新一代功能复合材料的新途径,并逐步向智能化方向发展,在光、热、磁、力、声[2]等方面具有奇异的特性,因而在组织修复和移植等许多方面具有广阔的应用前景。国外已制备出纳米ZrO2增韧的氧化铝复合材料,用这种材料制成的人工髋骨和膝盖植入物的寿命可达30年之久[3]。研究表明,纳米羟基磷灰石胶原材料也是一种构建组织工程骨较好的支架材料[4]。此外,纳米羟基磷灰石粒子制成纳米抗癌药,还可杀死癌细胞,有效抑制肿瘤生长,而对正常细胞组织丝毫无损,这一研究成果引起国际的关注。北京医科大学等权威机构通过生物学试验证明,这种粒子可杀死人的肺癌、肝癌、食道癌等多种肿瘤细胞。
此外,在临床医学中,具有较高应用价值的还有纳米陶瓷材料,微乳液等等。
2纳米材料在生物医学应用中的前景
2.1用纳米材料进行细胞分离
利用纳米复合体性能稳定,一般不与胶体溶液和生物溶液反应的特性进行细胞分离在医疗临床诊断上有广阔的应用前景。20世纪80年代后,人们便将纳米SiO2包覆粒子均匀分散到含有多种细胞的聚乙烯吡咯烷酮胶体溶液中,使所需要的细胞很快分离出来。目前,生物芯片材料已成功运用于单细胞分离、基因突变分析、基因扩增与免疫分析(如在癌症等临床诊断中作为细胞内部信号的传感器[5])。伦敦的儿科医院、挪威工科大学和美国喷气推进研究所利用纳米磁性粒子成功地进行了人体骨骼液中癌细胞的分离来治疗病患者[6]。美国科学家正在研究用这种技术在肿瘤早期的血液中检查癌细胞,实现癌症的早期诊断和治疗。
2.2用纳米材料进行细胞内部染色
比利时的DeMey博士等人利用乙醚的黄磷饱和溶液、抗坏血酸或柠檬酸钠把金从氯化金酸(HAuCl4)水溶液中还原出来形成金纳米粒子,(粒径的尺寸范围是3nm~40nm),将金纳米粒子与预先精制的抗体或单克隆抗体混合,利用不同抗体对细胞和骨骼内组织的敏感程度和亲和力的差异,选择抗体种类,制成多种金纳米粒子—抗体复合物。借助复合粒子分别与细胞内各种器官和骨骼系统结合而形成的复合物,在白光或单色光照射下呈现某种特征颜色(如10nm的金粒子在光学显微镜下呈红色),从而给各种组织“贴上”了不同颜色的标签,为提高细胞内组织分辨率提供了各种急需的染色技术。
2.3纳米材料在医药方面的应用
2.3.1纳米粒子用作药物载体
一般来说,血液中红血球的大小为6000nm~9000nm,一般细菌的长度为2000nm~3000nm[7],引起人体发病的病毒尺寸为80nm~100nm,而纳米包覆体尺寸约30nm[8],细胞尺寸更大,因而可利用纳米微粒制成特殊药物载体或新型抗体进行局部的定向治疗等。专利和文献资料的统计分析表明,作为药物载体的材料主要有金属纳米颗粒、无机非金属纳米颗粒、生物降解性高分子纳米颗粒和生物活性纳米颗粒。
磁性纳米颗粒作为药物载体,在外磁场的引导下集中于病患部位,进行定位病变治疗,利于提高药效,减少副作用。如采用金纳米颗粒制成金溶液,接上抗原或抗体,就能进行免疫学的间接凝聚实验,用于快速诊断[9]。生物降解性高分子纳米材料作为药物载体还可以植入到人体的某些特定组织部位,如子宫、阴道、口(颊、舌、齿)、上下呼吸道(鼻、肺)、以及眼、耳等[10]。这种给药方式避免了药物直接被消化系统和肝脏分解而代谢掉,并防止药物对全身的作用。如美国麻省理工学院的科学家已研制成以用生物降解性聚乳酸(PLA)制的微芯片为基础,能长时间配选精确剂量药物的药物投送系统,并已被批准用于人体。近年来生物可降解性高分子纳米粒子(NPs)在基因治疗中的DNA载体以及半衰期较短的大分子药物如蛋白质、多肽、基因等活性物质的口服释放载体方面具有广阔的应用前景。药物纳米载体技术将给恶性肿瘤、糖尿病和老年痴呆症的治疗带来变革。
2.3.2纳米抗菌药及创伤敷料
Ag+可使细胞膜上蛋白失去活性从而杀死细菌,添加纳米银粒子制成的医用敷料对诸如黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿浓杆菌等临床常见的40余种外科感染细菌有较好抑制作用。
2.3.3智能—靶向药物
在超临界高压下细胞会“变软”,而纳米生化材料微小易渗透,使医药家能改变细胞基因,因而纳米生化材料最有前景的应用是基因药物的开发。德国柏林医疗中心将铁氧体纳米粒子用葡萄糖分子包裹,在水中溶解后注入肿瘤部位,使癌细胞部位完全被磁场封闭,通电加热时温度达到47℃,慢慢杀死癌细胞。这种方法已在老鼠身上进行的实验中获得了初步成功[11]。美国密歇根大学正在研制一种仅20nm的微型智能炸弹,能够通过识别癌细胞化学特征攻击癌细胞,甚至可钻入单个细胞内将它炸毁。
2.4纳米材料用于介入性诊疗
日本科学家利用纳米材料,开发出一种可测人或动物体内物质的新技术。科研人员使用的是一种纳米级微粒子,它可以同人或动物体内的物质反应产生光,研究人员用深入血管的光导纤维来检测反应所产生的光,经光谱分析就可以了解是何种物质及其特性和状态,初步实验已成功地检测出放进溶液中的神经传达物质乙酰胆碱。利用这一技术可以辨别身体内物质的特性,可以用来检测神经传递信号物质和测量人体内的血糖值及表示身体疲劳程度的乳酸值,并有助于糖尿病的诊断和治疗。
2.5纳米材料在人体组织方面的应用
纳米材料在生物医学领域的应用相当广泛,除上面所述内容外还有如基因治疗、细胞移植、人造皮肤和血管以及实现人工移植动物器官的可能。
目前,首次提出纳米医学的科学家之一詹姆斯贝克和他的同事已研制出一种树形分子的多聚物作为DNA导入细胞的有效载体,在大鼠实验中已取得初步成效,为基因治疗提供了一种更微观的新思路。
纳米生物学的设想,是在纳米尺度上应用生物学原理,发现新现象,研制可编程的分子机器人,也称纳米机器人。纳米机器人是纳米生物学中最具有诱惑力的内容,第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体,这种纳米机器人可注入人体血管内,进行健康检查和疾病治疗(疏通脑血管中的血栓,清除心脏脂肪沉积物,吞噬病菌,杀死癌细胞,监视体内的病变等)[12];还可以用来进行人体器官的修复工作,比如作整容手术、从基因中除去有害的DNA,或把正常的DNA安装在基因中,使机体正常运行或使引起癌症的DNA突变发生逆转从而延长人的寿命。将由硅晶片制成的存储器(ROM)微型设备植入大脑中,与神经通路相连,可用以治疗帕金森氏症或其他神经性疾病。第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置,可以用其吞噬病毒,杀死癌细胞。第三代纳米机器人将包含有纳米计算机,是一种可以进行人机对话的装置。这种纳米机器人一旦问世将彻底改变人类的劳动和生活方式。
瑞典正在用多层聚合物和黄金制成医用微型机器人,目前实验已进入能让机器人捡起和移动肉眼看不见的玻璃珠的阶段[13]。
纳米材料所展示出的优异性能预示着它在生物医学工程领域,尤其在组织工程支架、人工器官材料、介入性诊疗器械、控制释放药物载体、血液净化、生物大分子分离等众多方面具有广泛的和诱人的应用前景。随着纳米技术在医学领域中的应用,临床医疗将变得节奏更快,效率更高,诊断检查更准确,治疗更有效。
参考文献
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生物界面是指细胞与固体材料表面接触所形成的有生物和化学活性的界面,所进行的研究是化学、生物学、材料科学与医学等交叉的前沿学科。有科学家指出,“与细胞相互作用的材料的表面化学工程是一个极具挑战且迫切的世界性难题”。细胞与人造材料之间的生物界面科学的发展将密切关系着人类的健康和持续发展,将能够显著的降低与生物技术、组织工程及细胞基诊疗相关的医学应用中的危险。
近年来中科院化学研究所王树涛教授一直从事细胞粘附生物界面化学的研究,在生物界面的构筑原理与方法、细胞与固体表面特异性识别与可控粘附取得了一系列有影响的成果,并在恶性肿瘤诊断上的应用研究方面获得了重大突破。
出奇制胜――界面的构筑
循环肿瘤细胞作为重要的癌症标志物之一,它的识别检测近年来倍受关注,然而其在血液中极低的含量(亿分之一),因此通常用于细胞分选的流式细胞分选仪的灵敏度(万分之一)远远不能满足检测的需求。当前的领先技术是基于免疫磁珠的细胞分离技术,但是其灵敏度低,设备昂贵,费时等缺陷,仍然不能满足恶性肿瘤血液检查的需求,因此细胞检测新材料与技术的出现显得尤为迫切。
基于硅纳米线阵列
通过制备识别抗体修饰的硅纳米线阵列,以乳腺癌细胞作为靶向细胞,王树涛开发了特异性识别、粘附肿瘤细胞的三维微纳米界面。识别抗体使得硅纳米线阵列对目标癌细胞具有特异性的识别功能,同时纳米线能与细胞表面的微纳米伪足相互作用,二者具有相似的尺度,从而获得了比平面结构更强的作用力。这一工作利用微纳米尺度效应对生物界面上的细胞粘附特性进行调控,结合特异性抗体和界面纳米结构,大幅提高了界面对循环肿瘤细胞识别粘附的有效性,实现了肿瘤细胞的高灵敏的特异性捕获。后来,受生物界中免疫系统的高选择性识别粘附现象的启发,王树涛进一步提出了纳米尺寸选择和生物分子的识别协同效应,建立了结构选择和分子识别的新的生物界面识别粘附模型。
王树涛在此方面的研究是国际上第一个利用多尺度粘附可控的功能界面识别捕获肿瘤细胞的例子,选择性得到了3―4个数量级的提高。自2009年发表在Angew. Chem. Int. Ed.杂志以来,得到国内外同行的广泛关注,被Science Daily及国内多家媒体进行专题新闻报道,同时被Nanomedicine做了题为“硅芯片上的纳米柱增加了检测灵敏性”专题新闻评述,指出“该技术在癌症诊断上很有潜力,它能给医生提供患者病情的相关信息和检测治疗的效果”。王树涛因此获得了2010年世界科技奖材料类提名,这在之前中国只有两位教授获此殊荣。
基于聚合物纳米簇
自2010年回国后,与日本理研及美国加州大学的合作者合作制备了肿瘤细胞特异性抗体修饰的导电聚合物纳米簇表面代替相对硬的硅纳米线表面。研究结构表明,相对较矮的聚合物纳米簇(1―2微米)仍然取得了与较高的硅纳米线(8―10微米)相当的细胞特异性识别粘附的结果。结果发表之后,被Science Daily等以“诊断工具:负载抗体的聚合物薄膜能捕获肿瘤细胞”为题作了亮点介绍。
重磅出击――粘附的研究
血液中的痕量循环肿瘤细胞的捕获问题通过我们发展的细胞粘附界面可以解决,而如何在捕获后将痕量的肿瘤细胞无损的释放是难题的关键。通常,生物实验室用胰蛋白酶将细胞与基底间的蛋白水解,使细胞从基底上去粘附。但是这个过程,不可避免对这些痕量的肿瘤细胞造成损坏。
针对以上问题,王树涛设计了一个用核酸外切酶来完成高效快速释放的细胞粘附去粘附三维纳米生物界面。研究中选择了对癌变淋巴细胞特异性识别的核酸适配体作为细胞识别和捕获分子,将之修饰到硅纳米线阵列表面。与平的表面相比,这个界面提供了一个三维的细胞接触模式(多点接触),酶可以多点同时切断核酸适配体,细胞去粘附的过程变得更容易、更快速,且不对细胞本身产生伤害。相关结果在Adv. Mater.上发表并选为封面文章。审稿人高度评价“这一结果是非常振奋人心的,……,将引起细胞材料的相互作用领域的研究者极大的兴趣”。之后又被Wiley出版社的MaterialViews中国等新闻报道,称该研究提供了一个“高粘附易释放”的细胞检测平台。因此,王树涛也受到Science Publishers出版社邀请为纳米医学专著《Nanomedicine in Diagnostics》上撰写题为“Emerging Nanotechnology for Efficient Capture of Circulating Tumor Cells”的章节。
美妙福音――肿瘤的检测
研究表明,恶性肿瘤的死亡率与各国的国民收入成反比,低收入国家的恶性肿瘤患者死亡率一直高居不下。一个重要的原因,是癌症诊疗的费用非常高,除了药物外,其中很大一部分是检测的费用。如何发展一个高效、便宜、简单的肿瘤细胞检测器件成为世界各国的关注热点。
鉴于以上的问题,王树涛发展了廉价、易操作的第一代基于细胞粘附界面的肿瘤细胞检测器件――将细胞特异粘附硅纳米线界面,做成尺寸规范化的检测芯片试剂盒。操作流程非常简单,不需要另外昂贵的设备,绝大多数的生物实验室或医院的检测中心都具备检测条件;这种简单的检测器件在全血中的细胞识别捕获效率在有40%左右;重要的是其细胞识别检测时间从4―6小时缩短到2小时左右。这些优点基本上可以满足发展中国家普通患者做细胞基的癌症检测和术后监测的需求。该成果已申请国际专利。因为其特异高效的细胞粘附特点,被Science Daily等称作“捕蝇纸”式肿瘤细胞检测器件。
为了进一步实现恶性肿瘤早期预警的目标,在第一代器件的基础之上,王树涛将微流控技术与硅纳米线细胞粘附界面结合,构筑了第二代肿瘤细胞检测器件,实现了高于97%的细胞识别捕获效率。该成果被选为当期的封面文章,同时被Nature Medicine做了题为“将癌症从人体循环中取出的新技术”的新闻评述。目前,这种新型芯片已开始癌症病人的临床血液检测尝试,有望为癌症早期诊疗提供参考。
关键词:循环肿瘤细胞;微流控芯片;细胞检测
中图分类号:TP18 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)09-2093-02
近年来,恶性肿瘤导致的死亡率在所有疾病的死亡率中位居前列,而肿瘤细胞具有的侵袭和转移能力正是恶性肿瘤的高致死率的诱因 [1]。循环肿瘤细胞(Circulating tumor cells,CTCs)是自肿瘤原发灶或转移灶脱落进入外周血液循环的肿瘤细胞,是肿瘤远处转移的一种标志。因此,基于循环肿瘤细胞的肿瘤转移的检测就显得至关重要。
微流控芯片以其低成本、易操作、便携式、低损伤、高准确性成为当前各类CTCs检测方式中最热门的一种方式。基于微流控芯片的相应方法的成功实现及运用,不仅将对肿瘤早期检测和预后的判断有重大意义,而且对临床治疗的指导也有很大价值。
1 CTCs概念
根据目前的研究,CTCs被定义为因诊疗操作或自发由实体肿瘤或转移灶释放而进入外周血循环的肿瘤细胞。进入循环而未被清除的肿瘤细胞通过微迁移、黏附以及相互聚集形成一定体积的微小癌栓,并在相应条件下发展为转移灶[2]。
CTCs在外周血中的数量极少,通常在每106~107个白细胞中才能寻找出仅有的数个肿瘤细胞,因而要进行CTCs检测通常必须先进行细胞富集,以提高检测灵敏度。细胞富集可通过肿瘤细胞的特异性标志物或者细胞形态特征如细胞密度和体积等来实现。其中免疫磁性分选法是目前最常用的CTCs富集方法。当前较为常用的CTCs分离检测手段则有CTCs微流控芯片技术、流式荧光检测仪、CellSearch检测、膜过滤法、密度梯度离心法。
2 微流控芯片的制备工艺和研究
目前,微流控芯片主要以PDMS为芯片材料,以玻璃为基底材料。其中PDMS具有非常理想的材料特性,尤其表现在作为构建微流控芯片的主要材料时。
近年来,由于PDMS易于加工成型,图形效果好,光学透性好且兼容荧光检测等,低毒性、加工容易,且容易和自身以及其他多种材料封接,对温度等环境的要求也不多等诸多优点,因此受到了各方广泛关注。首先,PDMS因为弹性好,在脱模过程中,加工出来的PDMS微通道在保持模具完整无损的情况下,能够轻松剥离出来,从而实现模具的重复利用[3]。另外,PDMS柔性好,易于吸附在其他材质的衬底之上,而且PDMS与相对粗糙的表面接触非常紧密,经过处理后,与基底封接效果好,键合工艺简单,浇铸法制备PDMS结构具有较高的成型质量。PDMS的电绝缘性也很好,因而被运用于各种主流毛细管电泳芯片的制作;PDMS对温度等也很不敏感且具有化学惰性,与大部分待检测液体都不会发生反应,因而具有很高的生物兼容性,满足大量不同生物实验的要求。迄今为止,以PDMS为主要加工制备材料的微流控芯片已被广泛应用到医学和生命科学等领域。
3 不同微流控芯片技术的原理及方式
3.1 基于循环肿瘤细胞大小的微流控芯片技术
利用肿瘤细胞与其它血细胞的大小以及刚度不同的物理性质可以对循环肿瘤细胞进行分离。根据肿瘤细胞与血细胞直径的不同,设计一定直径的滤孔,可以实现循环肿瘤细胞的分离。ISET联合激光扫描细胞计量仪(lasereanningeytometry,LSC)的原理即是利用肿瘤细胞通常比外周血液中其它细胞大的特性,采用孔径为8μm的滤膜,将肿瘤细胞从血液中分离出来,通过不同荧光标记细胞来进行进一步鉴定,应用LSC对已经过荧光抗体标记的细胞进行扫描并识别,进而可以准确计算出血液中含有的微量肿瘤细胞。常用的荧光抗体有抗CK抗体。经过研究表明,此方法已成功被运用于从乳腺癌、前列腺癌以及肺癌患者的血液中检测出CTCs。此方法较之CellSearch系统而言,其细胞富集过程相对容易,它不依赖抗原抗体反应而是直接过滤外周血进行肿瘤细胞富集,不但不破坏肿瘤细胞的形态学特征而且减小了肿瘤细胞的丢失,同时它能将丢失了上皮细胞特征的肿瘤细胞分离出来,并且应用激光扫描细胞计量仪对所检测到的阳性细胞进行进一步目测确认,确保了CTCs检测的准确性。然而,采用CellSearch技术与采用此方法检测的CTCs数目之间存在一定的不一致性,可能原因是有假阳性结果出现所致。而且此种方法选择的膜孔径为8μm意味着此方法只能分离直径大于8μm的肿瘤细胞,但目前没有研究能证实所有的肿瘤细胞都大于8μm,这导致该方法分离的准确性会受到质疑。
3.2 基于循环肿瘤细胞介电性的微流控芯片技术
由于肿瘤细胞是正常细胞变异了的细胞,因而它的电学性质方面较之正常细胞也会有所差异。DEPArray技术即是一种基于肿瘤细胞独特的介电性质的新型分离方法。相关针对淋巴肿瘤细胞的阻抗进行测量的研究,根据实验数据来评估细胞的介电性,发现恶性肿瘤的一个显著特点即是具有较低的特异性膜电容,鉴于这种特性,以上两种细胞的分离在控制介电泳的频率在1MHz以上时即可实现,并可保持这两种细胞的活性。DEPArray方法将嵌入了控制电路的硅衬底应用于已富集的样本中,通过改变电场来激发微电极,细胞从而被吸引或排斥,而不同大小和形态的细胞在分离过程中会受到介电力作用,而电场的变化相应改变细胞整体受力情况。在整个分离过程中,在一定的流速下,由于细胞在入口处低频电信号的作用下受到排斥的介电泳作用力,细胞的流动导致电极激发频率增加从而浮力减小,因而细胞在对应其介电特性的位置下沉停止。有研究表明已成功从血液中分离出乳腺癌细胞。介电泳方法简单易操作,他对单个细胞的分子鉴定以及评估肿瘤特异性和实现个性化疗法的监测具有广泛前景。但是该方法具有一定的局限性,因为不同种类的肿瘤细胞的介电性质存在差异,对应的电信号频率也不同。而且此种方法不能进行肿瘤细胞的计数,只能进行肿瘤细胞的分离,因此要确保细胞为肿瘤细胞则需要与其他细胞计数方法联合使用。比如曾有研究人员利用单克隆抗体将循环肿瘤细胞富集在微流控芯片上,通过改变电导率的方法对捕获到的循环肿瘤细胞进行计数等。
3.3 基于亲和配体功能化的微流控芯片技术
2007年,美国强生公司与麻省医院癌症中心合作研发了一种可以检测出外周血中微量肿瘤细胞的微流体硅芯片,称为CTC-Chip。该微流体硅芯片的表面布满了上万个被抗体包被的位点,当血液流过该芯片时,上面的抗体与肿瘤细胞进行特异性结合,肿瘤细胞就会因抗原抗体反应而被粘附在芯片上。此种方法能从血液中近10亿血细胞中检测出单个肿瘤细胞[4]。其原理主要是将肿瘤细胞与连接上皮细胞粘附因子EpCAM抗体的磁珠进行特异性结合,结合后再应用强力磁体将这些循环肿瘤细胞从血液中提取出来并进行生化染色,进而可以准确辨别循环肿瘤细胞。2010年,该机构成功研发第二代CTC-Chip,称为HB-Chip。虽然利用微流控芯片虽然可以成功地将活的循环肿瘤细胞成功分离出来,但因为细胞在操作中被固定在装置上,所以难以再次利用。总之,CTCs芯片技术为对肿瘤转移进行更为精细的分析提供了一个平台。
3.4基于纳米颗粒的微流控芯片技术
纳米技术在近年来得到飞速发展,并已大量运用到包括医学、药学及机械制造业等领域。其中由于纳米颗粒具有独特的光学、电学及机械等性质,在解决检测方面的问题发挥了重要作用。结合纳米技术的循环肿瘤检测分离方法利用某些纳米颗粒独特的生物以及光学特性,在检测过程中,与循环肿瘤细胞相连,作为具有特异性的光学标记物,用以实现信号的放大,因此避免了肿瘤细胞的检测信号不强的问题。另外,利用纳米孔内部连接相应肿瘤标记物的抗体,当纳米孔内有肿瘤标记物通过时,抗体与抗原特异性结合,引起阻抗相应的改变,肿瘤标记物的浓度则可通过检测阻抗的变化确定。借助纳米材料的上述优点,未来针对检测中应用纳米技术的研究里,会有很多方面可以提高。
4 基于微流控芯片的循环肿瘤细胞检测面临的问题以及未来发展
综合上述各种方法,相关循环肿瘤细胞的新检测方式不断出现,虽然它们各自具有检测优势,但仍存在一系列问题,影响循环CTCs的敏感性、特异性以及检测准确度等。例如依赖抗原抗体的免疫学检测法有高度的特异性而缺乏足够的敏感性,非免疫学检测法则有敏感性高而特异性不足的问题。目前,还有没有一种100%特异性的肿瘤生物标记。这些都增加了对CTCs的检测难度,需要在未来的研究中得到进一步的解决。
虽然CTCs检测存在很多问题,但是大量临床试验表明,CTCs检测在实体肿瘤早期诊断检测、转移判断、疗效判定和预后评估等方面具有重要临床意义。装置微型化是目前CTCs检测装置的研发趋势,而这其中微流控芯片就是典型成果。综上所述,在现有技术的基础上,充分结合不同领域领域的优势,实现多方面的综合检测,提高检测技术的复杂度并确保检测结果的准确性,完成高效率、高精准度以及低成本的检测过程是未来基于微流控芯片的CTCs检测领域的研究重点。
5 结论
微流控芯片检测循环肿瘤细胞(CTCs)作为一种具有高度可重复性和可行性的新型诊断工具,在肿瘤转移的早期诊断、检测以及预后鉴定等方面的作用是显著的。该文深入探讨了该领域的最新进展,分析了当前各种检测方式的优劣势。可以看出,大部分的检测过程都不是采用单一方式。单一方式有缺陷,需要结合多种方式才能准确分离CTCs。为了使循环肿瘤细胞分离的方法更便捷,在研究过程中可以结合多种检测方式,实现多功能多模式的检测。各种检测方式的组合,必定可以起到事半功倍的效果。随着各种研究方式和检测技术的改进,包括敏感性和特异性的不断提高,微流控芯片检测分离循环肿瘤细胞(CTCs)必定会在临床肿瘤诊治中得到广泛推广及应用。
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