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Biomimetic recognition strategy for efficient capture and release of circulating tumor cells

纳米技术 循环肿瘤细胞 适体 生物物理学 DNA 粘附 胶体金 肿瘤细胞 纳米颗粒 癌细胞 化学 材料科学 分子生物学 癌症 生物化学 生物 癌症研究 遗传学 有机化学 转移
作者
Jing Zheng,Dayong Li,Jin Jen,Chengjie Duan,Yuanyuan Gong,Hai Shi,Zhongyun Wang,Yang Xiang
出处
期刊:Mikrochimica Acta [Springer Nature]
卷期号:188 (6) 被引量:2
标识
DOI:10.1007/s00604-021-04856-4
摘要

Efficient capture and release of circulating tumor cells play an important role in cancer diagnosis, but the limited affinity of monovalent adhesion molecules in existing capture technologies leads to low capture efficiency, and the captured cells are difficult to be separated. Inspired by the phenomenon that the long tentacles of jellyfish contain multiple adhesion domains and can effectively capture moving food, we have constructed a biomimetic recognition strategy to capture and release tumor cells. In details, gold-coated magnetic nanomaterials (Au@Fe3O4 NPs) were first prepared and characterized by scanning electron microscopy, UV-vis absorption spectra, and Zeta potential. Then, the DNA primers modified on Au@Fe3O4 nanoparticles can be extended to form many radialized DNA products by rolling circle amplification. These long DNA products resemble jellyfish tentacles and contain multivalent aptamers that can be extended into three dimensions to increase the accessibility of target cells, resulting in efficient, simple, rapid, and specific cells capture. The capture efficiencies are no less than 92% in PBS buffer and 77% in blood. Subsequently, DNase I was selected to degrade biomimetic tentacles to release the captured tumor cells with high viability. This release strategy can not only improve cell viability, but also reduce a tedious release process and unnecessary costs. We believe that the proposed method can be expanded for the capture and release of various tumor cells and will inspire the development of circulating tumor cells analysis. A biomimetic recognition strategy for capture and release of circulating tumor cells has been developed. This method modified specific P1 DNA primers on Au@Fe3O4 NPs to form many radialized DNA products by rolling circle amplification. These products can efficiently capture CTCs since it contains multiple aptamers with a multivalent binding capacity. This make it a promising tool to capture and release of other tumor cells, and will inspire the development of CTC analysis.
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