一、文献的基础信息
英文标题：Antifouling hydrogel coating magnetic nanoparticles for selective isolation and recovery of circulating tumor cells
中文标题：抗污水凝胶包覆磁性纳米颗粒用于循环肿瘤细胞选择性分离回收
作者：Zhen Wang, Dan Li, Min Liu, et al.
摘要：循环肿瘤细胞（CTCs）是从原发肿瘤脱落进入外周血的肿瘤细胞，是肿瘤转移、复发的重要标志物，对癌症早期诊断、预后评估、用药监测具有很高价值。但是外周血中 CTCs 数量很其稀少，血液中大量血细胞、蛋白容易发生非特异性吸附，干扰捕获，常规捕获材料存在严重的非特异黏附问题，捕获纯度低，同时捕获之后很难温和释放活的 CTCs 用于后续培养与基因分析。本研究设计一种带有二硫键 -生物素结构的抗污水凝胶包覆磁性纳米颗粒，利用链霉亲和素 -生物素识别体系特异性结合 CTCs 表面标志物，同时水凝胶层具备优良抗污能力，减少血细胞吸附；二硫键可以在还原环境中断裂，实现捕获后活细胞的温和释放。实验证明该材料可以从全血样本中高效、高纯度捕获 CTCs，并且保持细胞活性，为循环肿瘤细胞的后续单细胞测序、功能分析提供材料平台。
期刊：Journal of Materials Chemistry B
原文链接：https://doi.org/10.1039/d0tb02380a
发表时间：2020-11-05
二、文献核心主要内容
研究背景：循环肿瘤细胞检测是液体活检的核心方向，然而外周血背景复杂，红细胞、白细胞、血浆蛋白很易非特异性吸附在捕获材料表面，造成假阳性、纯度下降。传统基于抗体修饰磁性微球的捕获体系，虽然特异性识别能力较强，但抗污染性能差，捕获的 CTCs 混杂大量血细胞，而且抗体与抗原结合牢固，很难在不损伤细胞活力的条件下释放细胞，限制后续体外培养和多组学检测。抗污水凝胶涂层可以有效抑制蛋白和细胞的非特异性吸附，而可断裂二硫键是一种响应型连接臂，在谷胱甘肽等还原条件下可以断裂，实现可控解离。因此，本研究将抗污水凝胶、磁性分离、生物素 -链霉亲和素识别以及还原响应断裂结构结合，构建兼具高特异性、低非特异吸附、可温和释放活 CTCs 的捕获材料。
主要内容：首先合成磁性 Fe₃O₄纳米颗粒，在颗粒表面包覆抗污两性离子水凝胶层；随后使用 NH2-S-S-biotin 对水凝胶表面进行功能化修饰，引入可还原断裂的生物素识别位点；再偶联链霉亲和素以及靶向 CTCs 的特异性抗体；对磁性纳米材料的磁响应性、水凝胶抗蛋白吸附能力、表面修饰效果进行表征；在缓冲液、模拟全血体系中测试 CTCs 捕获效率、纯度；考察不同浓度还原试剂处理条件下细胞释放效率和细胞存活率；名远后使用临床癌症患者外周血样本，验证材料在真实生物样本中分离 CTCs 的实际效果。
实验结果：水凝胶涂层显著降低了血浆蛋白、白细胞在磁性颗粒表面的非特异性吸附，大幅提升捕获纯度；修饰 NH2-S-S-biotin 之后，生物素结构可以稳定结合链霉亲和素 -抗体复合物，特异性识别靶肿瘤细胞；在外加磁场作用下可以快速富集捕获的 CTCs；当加入还原试剂后，二硫键断裂，生物素从颗粒表面脱落，被捕获的 CTCs 温和释放，细胞存活率保持在较高水平。在模拟全血样本中，该体系捕获效率优于无抗污涂层的传统磁性捕获微球；在临床患者血样中，成功分离得到循环肿瘤细胞，可进一步开展免疫荧光鉴定。
研究结论：基于二硫键 -生物素功能化抗污水凝胶磁性纳米颗粒，能够实现复杂血液样本中循环肿瘤细胞的高纯度捕获与活细胞可控释放，解决传统 CTCs 捕获材料非特异性吸附强、细胞难以回收存活的痛点，在肿瘤液体活检、转移机制研究领域有良好应用前景。
三、文献中引用瑞禧产品以及原文
引用瑞禧产品：NH2-S-S-biotin（氨基 -二硫键 -生物素）
论文原文：
NH2-S-S-biotin was obtained from Xi'an Ruixi Biological Technology Co., Ltd., which served as a reducible biotin linker for surface functionalization of hydrogel-coated magnetic nanoparticles.
NH2-S-S-biotin 是本体系的核心功能连接臂，一端氨基接枝到水凝胶表面，另一端生物素结合链霉亲和素，中间二硫键作为还原响应断裂位点，是实现 CTCs 捕获和可控释放的关键原料。
瑞禧相关同类产品：各类二硫键连接的生物素衍生物、巯基生物素、NHS-SS-biotin、荧光标记生物素、链霉亲和素配套试剂。
四、相关文献：
1、TCO - 四嗪点击化学用于无洗涤高信噪比聚糖成像，TCO-tetrazine click chemistry for no-wash high signal-to-noise glycan imaging，Zhou L, Xie R，https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/qi/d0qi00728e
2、Gd-DTPA 包载多孔脂质体用于淋巴系统 MRI 造影，Porous liposomes encapsulating Gd-DTPA for lymphatic MRI contrast，Terreno E, Aime S，https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2008/cc/b807645a
3、靶向 VEGFR2 Gd-DTPA 纳米探针用于肿瘤血管 MRI，VEGFR2-targeted Gd-DTPA nanoprobe for tumor vascular MRI，Chen X, Li Y，https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31567822/
4、ICG-NHS 标记外泌体用于胶质瘤近红外示踪，ICG-NHS labeled exosomes for near-infrared tracing of glioma，Gong X, Wang H，https://www.nature.com/articles/s41467-021-24191-9
5、ICG-NHS 与 siRNA 共组装纳米粒实现光基因协同治疗，Co-assembled nanoparticles of ICG-NHS and siRNA for photogene synergistic therapy，Tan K, Wei J，https://www.nature.com/articles/s41467-021-24191-9
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7、不同磷脂组分脂质体模拟细胞膜响应离子刺激，Liposomes with different phospholipid components mimic cell membrane response to ion stimulation，Li H, Yan L，https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/cpr.12906
8、油酸 MnFe₂O₄纳米粒用于声敏载体多模态诊疗，Oleic acid MnFe₂O₄ nanoparticles as sonosensitive carrier for multimodal theranostics，Yao J, Ran H，https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202100850
9、MnFe₂O₄介导声动力诱导斑块内皮细胞凋亡，MnFe₂O₄-mediated sonodynamic therapy induces apoptosis of plaque endothelial cells，Yang Z, Yao J，https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202100850
10、NH2-maleimide 偶联叶酸配体构建靶向胶束，NH2-maleimide conjugates folate ligand to construct targeted micelles，Wu C, Xu Q，https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6754621/