多位点树枝状叶酸功能化磁性纳米颗粒实现循环肿瘤细胞的高效捕获与温和释放，助力下游活细胞分析

针对循环肿瘤细胞(CTCs)因低丰度和脆弱性导致的高效捕获、温和释放及活性保持难题，研究人员开发了基于Fe3 O4 @PEI@SPDP@FA磁性纳米颗粒的新型平台。该平台通过叶酸(FA)与叶酸受体(FRs)的特异性结合实现80%捕获率，利用可逆二硫键实现70%释放率且细胞活性>95%，脂质组学证实对细胞代谢无显著影响，为癌症早期监测提供了新工具。

　　

在癌症诊疗领域，循环肿瘤细胞（CTCs）如同血液中的"癌症指纹"，其检测对早期诊断和疗效评估至关重要。然而这些细胞在每毫升血液中可能不足10个，且经历上皮间质转化（EMT）后表面标志物异质性显著，传统EpCAM抗体捕获法就像用单一渔网捕鱼，漏检率高达40%。更棘手的是，强效的细胞分离方法往往损伤细胞活性，使下游基因测序、药物敏感性测试等"高级分析"沦为无源之水。

中国药科大学等机构的研究团队在《Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis》发表的研究中，创新性地将"磁性钓鱼"与"分子钥匙"原理结合。他们设计的Fe₃
O₄
@PEI@SPDP@FA纳米颗粒，表面布满树枝状叶酸(FA)分子，这些FA如同特制钥匙，能精准识别癌细胞过表达的叶酸受体(FRα)——该受体在间皮瘤阳性率高达100%，且不受EMT影响。更巧妙的是，连接FA的化学键中预埋了SPDP分子形成的"可断裂桥梁"，遇到还原剂DTT就会温和断开，实现细胞无损释放。

关键技术包括：1）通过聚乙烯亚胺(PEI)修饰构建树枝状结构增大表面积；2）SPDP交联引入动态二硫键；3）FA-PEG-SH靶向修饰；4）磁分离结合DTT还原释放；5）Calcein-AM/PI双染评估细胞活性；6）脂质组学分析代谢影响。使用Hela和MDA-MB-231细胞作为模型CTCs。

【Characterization of Fe₃
O₄
@PEI@SPDP@FA】
透射电镜显示纳米颗粒呈规则球形，PEI修饰使粒径从60.06±0.54 nm增至62.06±1.32 nm，Zeta电位由-18.7 mV逆转为+35.2 mV，这种正电荷特性增强了与负电性细胞膜的相互作用。红外光谱在1650 cm^-1
处出现酰胺键特征峰，证实FA成功偶联。

【Capture and release performance】
在外加磁场下，该系统对Hela细胞的捕获效率达83.7±4.2%，MDA-MB-231细胞为80.1±3.9%。10 mM DTT处理15分钟时，释放效率突破70%，且存活率保持在95%以上，远优于酶解法（存活率通常<85%）。脂质组学显示释放细胞与原始细胞的磷脂酰胆碱(PC)、鞘磷脂(SM)等代谢物无显著差异，证实该方法对细胞膜结构无破坏。

【Conclusions】
该研究突破了CTCs研究中的"捕获-释放不可兼得"困境：①首创PEI树枝状结构联合SPDP动态化学键设计，比传统抗体法降低成本60%；②捕获效率媲美EpCAM抗体法，但可覆盖EMT导致的EpCAM阴性群体；③释放活性较酶解法提升10个百分点，满足单细胞测序等精密分析要求。未来通过临床样本验证后，这种"磁珠-钥匙"组合策略有望成为液体活检的标准预处理方案，特别在卵巢癌等FRα高表达肿瘤监测中具有转化潜力。

（注：全文数据及结论均源自原文，未使用临床样本的局限性已在作者声明中说明）