PEG修饰降低磁性纳米球与细胞的非特异性吸附

论文摘要

从复杂的全血中分离纯化循环肿瘤细胞（circulating tumor cells,CTCs）是CTCs检测与分析的前提,对其下游研究有重要意义。免疫磁分离因具有操作简便、特异性强、效率高等显著优势,是分离富集CTCs最常用的方法。然而在基于免疫磁分离富集CTCs时,磁性纳米材料与正常细胞的非特异性相互作用难以避免,并大大降低磁富集CTCs的纯度及生物传感的灵敏度和准确性。而且,随着纳米生物医学的快速发展,研究纳米材料与细胞之间的非特异性吸附作用对揭示纳米-生物相互作用及纳米材料的生物应用至关重要。然而,到目前为止,对纳米材料与细胞之间相互作用的研究仍然极为缺乏。基于此,本论文以磁性纳米球（magnetic nanospheres,MNs）为模型,对其表面进行多种PEG修饰,从而系统探究不同修饰下MNs的表面性质（如表面电荷、亲疏水性、PEG覆盖度、PEG链长）对其与细胞之间非特异性吸附的影响。我们发现,在带负电的MNs表面修饰亲水、长链（MW:10000）的高密度PEG刷后,能使MNs具有较好的抗细胞吸附性能;在最佳修饰条件下,PEG化MNs（MNs-PEG）对Jurkat T细胞的吸附率极低（<5%）,细胞表面吸附MNs-PEG的个数比吸附MNs的个数降低了80%。此外,改性前后的MNs还被用于复杂生物样品的研究,PEG修饰显著改善了MNs在复杂样品中的胶体稳定性及不同批次MNs吸附细胞性能的均一性。在全血中分离富集稀少CTCs时,免疫磁球（IMNs）吸附的白细胞数甚至比PEG化免疫磁球（IMNs-PEG）高17倍,PEG修饰有效提高了磁富集CTCs的纯度。因此,本工作为纳米-生物相互作用的研究提供了新的思路,并有助于纳米材料的生物医学应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 引言
•   1.2 纳米生物医学概述
•     1.2.1 纳米材料的生物应用
•     1.2.2 纳米-生物相互作用与纳米-生物界面
•     1.2.3 纳米-生物相互作用的影响因素
•   1.3 界面上的非特异性吸附作用
•     1.3.1 非特异性吸附的研究现状
•     1.3.2 纳米材料与细胞之间的非特异性吸附
•     1.3.3 PEG降低非特异性吸附的作用机理
•   1.4 基于免疫磁分离的CTC检测中的非特异性吸附
•     1.4.1 磁分离技术
•     1.4.2 基于磁分选的CTC分离检测
•     1.4.3 CTC磁富集中对血细胞的非特异性吸附
•   1.5 本论文的立题思想和主要工作
•   参考文献
• 第2章 PEG修饰降低磁性纳米球与细胞的非特异性吸附
•   2.1 引言
•   2.2 实验部分
•     2.2.1 试剂与仪器
•     2.2.2 磁性纳米球的制备
•     2.2.3 磁球的PEG修饰
•     2.2.4 MNs及 PEG定量
•     2.2.5 细胞培养
•     2.2.6 磁球与细胞的非特异性吸附
•     2.2.7 细胞表面吸附的磁球个数
•     2.2.8 吸附热力学研究
•   2.3 结果与讨论
•     2.3.1 MNs-PEG的表征
•     2.3.2 MNs表面性质与细胞吸附
•     2.3.3 MNs表面PEG定量及构型
•     2.3.4 细胞表面MNs及 MNs-PEG吸附个数
•     2.3.5 吸附热力学
•   2.4 结论
•   参考文献
• 第3章 改性前后的磁性纳米球用于实际样品中循环肿瘤细胞的检测
•   3.1 引言
•   3.2 实验部分
•     3.2.1 试剂与仪器
•     3.2.2 细胞培养
•     3.2.3 MNs的修饰
•     3.2.4 MNs与细胞的非特异性吸附
•     3.2.5 MNs及 MNs-PEG在复杂样品中的稳定性
•     3.2.6 MNs对复杂样品中细胞的吸附
•     3.2.7 IMNs及 IMNs-PEG对细胞的吸附及捕获
•   3.3 结果与讨论
•     3.3.1 MNs及 MNs-PEG的细胞吸附均一性
•     3.3.2 MNs及 MNs-PEG在复杂样品中的稳定性
•     3.3.3 不同修饰下MNs的细胞吸附
•     3.3.4 MNs及 MNs-PEG对复杂样品中细胞的吸附
•     3.3.5 IMNs及 IMNs-PEG对细胞的吸附及捕获
•   3.4 结论
•   参考文献
• 附录：攻读硕士学位期间已发表和待发表的科研成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 董小娟

导师: 庞代文,张志凌

关键词: 磁性纳米球,非特异性吸附,聚乙二醇,循环肿瘤细胞

来源: 武汉大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,医药卫生科技

专业: 生物学,材料科学,生物医学工程

单位: 武汉大学

分类号: TB383.1;R318

总页数: 65

文件大小: 3418K

下载量: 35