作為“液體活檢”的重要臨床標志物，循環腫瘤細胞（CTCs）的稀有性（正常血細胞中的十億分之一）和表型異質性（不同的表面標記物）使癌癥的精確診斷面臨極大挑戰。
圖1. TSF/MDBS捕獲異質性CTCs的作用機理。
在靶向肽和牛血清白蛋白（BSA）的聯合作用下大大增強了捕獲異質CTCs的能力，并可通過添加果糖和谷胱甘肽破壞程序化釋放細胞。與硬基質材料相比，柔性膜表現出增強的細胞增殖和捕獲能力，多靶點的界面鉚釘比單一靶點的界面設計相比，對溶液中異質性腫瘤細胞捕獲能力提高一倍以上。在臨床應用中，TSF/MDBS可以從癌癥患者的未經處理的血液樣本中捕獲具有不同表型 （HER2+和HER2-）的CTCs，以區別HER2高表達或低表達，這可以應用于癌癥的分子分型，即輔助診斷癌癥患者為HER2陽性或陰性。并且，在有限的病人血樣中，我們的實驗數據與術后免疫組織化學染色結果高度一致，檢測準確率為100%。結果證明，我們研制的柔性膜可用于腫瘤細胞的分選，為今后癌癥患者的預后和癌癥患者的分子分型診斷提供依據。它還揭示了多功能生物界面和智能復合膜的設計，可應用于各種有前景的生物醫學領域。
該項工作以“A Bio-Inspired Free-Standing Film with Versatility: From Heterogeneous CTCs Programed Isolating to Breast Cancer Molecular Typing” (M. Bai, R. Qin, K. Cheng, Z. Wang, L. Zhang, X. Tian, F. Zhang, Y. Yang, S. Hou, J. Xu, L. Liu, Adv. Mater. 2023, 2309046)為題在線發表在Advanced Materials期刊上，江蘇大學材料學院在讀博士白蒙起為該工作的第一作者，鎮江市第一人民醫院秦蓉醫生為該工作的共同第一作者，該工作得到了江蘇省人民醫院徐建教授大力幫助。江蘇大學為該論文的第一單位和唯一通訊單位。該研究得到國家自然科學基金委的支撐。
該工作是團隊近期關于智能生物界面材料用于CTC檢測和分離的最新研究進展之一。近年來該團隊從智能生物分子響應性體系的開發（Nano Today 2018, 23, 40; Nano Lett. 2022, 22, 3707; Chem. Sci. 2023, 14, 10914），到功能性生物界面的構建，創建了具有動態生物活性的智能生物界面材料體系（Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 130, 8004; ACS App. Mater & Interfaces 2019, 11, 41019; Chem. Eng. J. 2020, 398, 125620），用于循環腫瘤細胞的特異性捕獲與分離。在此基礎上，團隊優化生物界面功能，實現了電化學生物傳感界面用于快速監測CTC的捕獲與釋放過程，實現對CTC的快速無標記的靈敏檢測（Sens. Actuators B Chem. 2021, 330, 129345）,于此同時開發了仿生的鎖油防污和細胞捕獲的雙功能分區界面，實現了全血中抗血液非特異黏附下的痕量腫瘤細胞的靈敏檢測（Anal. Chem. 2023, 95, 5307）。近期，該團隊在CTC液體活檢研究中，利用功能生物界面克服了CTC的稀有性問題，進一步利用仿生柔性復合膜技術（Mater. Horiz. 2023, 10, 512）來攻克CTC的異質性給細胞檢測帶來的準確性低的難題（Adv. Mater. 2023, 2309046. doi.org/10.1002/adma.202309046）。目前，團隊正與江蘇省人民醫院合作，進入了大批量臨床樣本檢測，希望該技術未來能用于臨床腫瘤患者的分子分型診斷。
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202309046
- 陜科大王學川/劉新華 AFM：埃洛石納米管與天然皮膚的界面分子調控 - 用于先進輻射冷卻與能量收集的仿生可穿戴材料 2025-11-17
- 東華大學王宏志教授/香港城市大學吳波教授 AFM：多功能碳納米管熱電紗線 - 實現火災預警與廢熱回收的革命性材料 2025-10-10
- 四川大學王延青 ACS AMI：單分散超長單壁碳納米管制備高倍率快充鋰離子電池：高韌性、無粘結劑、自支撐鈮鈦氧化物（TiNb2O7）厚電極 2025-08-26
- 西南林大杜官本院士團隊 CEJ：仿膨脹螺栓結構膠合界面 - 通過主客體分子識別增強的竹復合材料膠合性能 2024-10-22
- 天津工業大學李娜娜教授課題組《Chem. Eng. J.》：面向復雜化工廢水處理的超分子識別PVDF超濾膜制備 2021-10-16
- 華科大譚必恩教授團隊 Macromolecules：OTs基交聯劑“編織”柔性超交聯聚合物 - 壓力誘導“門控效應”助力高效甲烷存儲 2026-04-02
- 橡膠老樹發新芽 - 橡膠“3D超界面” - 華南理工大學陳玉坤等團隊 Nat. Commun. 2026-03-30
