形态调控与氨基苯硼酸功能化的1,5-二氨基蒽醌微棒薄膜在捕获循环肿瘤细胞中的应用

《Biomaterials Advances》：Morphology regulation and aminophenylboronic acid-functionalized 1,5-diaminoanthraquinone microrod films for capture of circulating tumor cells

捕获循环肿瘤细胞的新策略：基于DAAQ-R/PEI/APBA薄膜的表面电势与硼酸酯功能化协同作用，成功实现EpCAM-negative HeLa细胞85.6%的高效捕获与释放，并验证其在临床血液样本中的适用性。

　　在癌症研究领域，循环肿瘤细胞（CTCs）的捕获技术被认为是实现癌症早期诊断和预后评估的重要工具。传统的研究主要集中在EpCAM（上皮细胞粘附分子）阳性CTCs的捕获上，而对于EpCAM阴性细胞，例如HeLa细胞，目前的研究手段仍显不足。因此，开发新的策略和材料以实现对EpCAM阴性细胞的有效捕获成为当前研究的热点。本文提出了一种基于1,5-二氨基蒽醌（DAAQ）微棒薄膜的新型捕获材料，通过不同的制备方法（高温升华和室温蒸发）形成了具有不同形态的DAAQ-R薄膜，并进一步对其进行聚乙烯亚胺（PEI）和氨基苯硼酸（APBA）的表面修饰，从而显著提高了对HeLa细胞的捕获效率。

DAAQ是一种具有广泛应用历史的醌类化合物，其分子结构赋予了它在生物医学领域独特的性质。通过调整制备条件，研究人员成功制备了多种形态的DAAQ-R薄膜，包括长棒状、短棒状以及网状结构。这些薄膜的表面电势在生理条件下表现出正电性，从而能够通过静电相互作用与带有负电势的HeLa细胞发生结合。然而，仅仅依靠静电作用并不能完全实现高效的捕获，因此进一步引入APBA作为功能化修饰层，使其能够与癌细胞表面的唾液酸（SA）发生特异性结合，从而显著提升捕获效率。

实验结果显示，DAAQ-Re1/PEI/APBA薄膜在捕获HeLa细胞方面的效率达到了85.6%，这远高于未修饰的DAAQ-Re1/PEI薄膜的70.3%。这种高效的捕获能力得益于薄膜表面电势的优化以及APBA的特异性结合。同时，通过采用APBA的可逆结合特性，研究人员还实现了对捕获细胞的高效释放，释放效率超过70%。细胞存活实验表明，捕获后的HeLa细胞仍保持较高的活性，这表明所开发的材料不仅能够有效捕获细胞，还能够维持其生物活性，为后续的细胞研究提供了良好的基础。

为了验证该材料的广泛适用性，研究人员还测试了其对多种癌细胞（包括EpCAM阴性和阳性细胞）的捕获效果。结果表明，DAAQ-Re1/PEI/APBA薄膜对各类癌细胞均表现出较高的捕获效率，且在不同浓度下仍能保持稳定的表现。此外，该材料还被成功应用于真实临床血液样本的CTC分离中，展示了其在实际应用中的潜力。与现有的CTC检测系统CellSearch相比，该材料在捕获效率方面表现出优势，为临床检测提供了新的选择。

该研究不仅拓展了CTC捕获材料的种类，还为癌症研究提供了新的思路。通过调控材料的表面电势和功能化修饰，研究人员成功构建了一种适用于多种癌细胞类型且具有较高捕获效率和细胞活性的新型材料。这一成果有望推动癌症早期诊断和治疗监测技术的发展，同时也为其他相关领域的研究提供了参考。未来，随着对材料性能的进一步优化和临床应用的深入探索，这种基于DAAQ-R薄膜的捕获策略可能会成为癌症研究中的重要工具。