白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针、制备方法及其应用

本发明涉及纳米生物，特别是涉及一种白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针、制备方法及其应用。

背景技术：

1、循环肿瘤细胞(circulating tumor cells，ctcs)是从原发肿瘤病灶分离进入外周血和淋巴循环的一类癌细胞，在癌症诊断和预后中起着至关重要的作用，但要从数十亿血细胞中分离极个别ctcs仍面临巨大的挑战。目前捕获ctcs的技术通常灵敏度低、靶向性不强且耗时耗力。由于抗体和适配体的高靶向性引起广泛的关注，其中双抗体、多价适配体、dna四面体结构和双靶向(包含抗体或适配体)的策略极大的提高了生物材料的靶向性，但这些方法大都孵育时间长且无法直接观察结果。

2、微纳米马达独特的驱动性在ctcs快速靶向和可视化检测中显示出了极大的优势。以过氧化氢为驱动力、抗体作为识别元件的janus纤维微马达在1min内成功捕获hepg2细胞(人肝癌细胞)，且通过比率荧光策略放大检测信号，但过氧化氢对细胞具有杀伤作用，生物相容性差，不利于ctcs的下游分析。

3、因此，亟需一种在复杂生物环境中能快速对循环肿瘤细胞进行体外可视化定量检测的仿生微马达。

技术实现思路

1、本发明提供一种白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针、制备方法及其应用，以解决在复杂生物环境中不能快速对循环肿瘤细胞进行体外可视化定量检测的问题。

2、本发明实施例在第一方面提出一种白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针，所述白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针的骨架包括：核心结构、中间部分、外表面，所述核心结构为中空二氧化硅组成的空心微球，所述中间部分为铂纳米颗粒以及催化活性分子葡萄糖氧化酶部分修饰的janus颗粒，所述外表面为荧光适配体修饰的白细胞膜。

3、优选地，所述铂纳米颗粒通过修饰所述核心结构得到铂janus结构；

4、通过所述催化活性分子葡萄糖氧化酶对所述铂janus结构表面的铂纳米颗粒进行部分修饰，得到所述中间部分。

5、优选地，所述白细胞膜通过同源靶向捕获肿瘤细胞；

6、通过所述适配体对所述肿瘤细胞表面上皮细胞黏附分子的特异性靶向能力捕获目标肿瘤细胞。

7、优选地，所述白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针中的催化活性分子葡萄糖氧化酶分解葡萄糖为所述白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针提供驱动力。

8、本发明实施例在第二方面提出一种如上述第一方面中的白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

9、步骤1：制备中空二氧化硅；

10、步骤2：制备pt-nps混悬液；

11、步骤3：制备gox-pt-nps janus颗粒；

12、步骤4：提取白细胞膜，基于所述白细胞膜制备tpe-aptamer-cm；

13、步骤5：将所述gox-pt-nps janus颗粒和所述tpe-aptamer-cm进行混合，超声制得gox-cm-tpe mmts作为所述白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针。

14、优选地，所述提取白细胞膜，基于所述白细胞膜制备tpe-aptamer-cm，包括：

15、采用生物素对所述白细胞膜进行孵育后，加入亲和素进行孵育，制得所述生物素和所述亲和素共同孵育的白细胞膜；

16、对tpe-cooh进行活化，将活化后的所述tpe-cooh转移至适配体溶液中，经过酰胺化反应后，得到适配体修饰的tpe-cooh；

17、将所述适配体修饰的tpe-cooh转移至孵育后的所述白细胞膜中孵育，通过所述白细胞膜上的亲和素与所述适配体共价结合，制得所述tpe-aptamer-cm。

18、本发明实施例在第三方面提出一种白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针的非诊断目的应用，所述白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针用于在生物环境中对肿瘤细胞的快速富集与荧光定量检测。

19、本发明实施例在第四方面提出一种白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针在制备肿瘤细胞检测试剂中的应用，所述白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针用于在生物环境中对肿瘤细胞的快速富集与荧光定量检测。

20、优选地，所述白细胞膜通过同源靶向捕获肿瘤细胞；通过适配体对所述肿瘤细胞表面上皮细胞黏附分子的特异性靶向能力捕获目标肿瘤细胞。

21、优选地，所述白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针中的催化活性分子葡萄糖氧化酶分解葡萄糖为所述白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针提供驱动力。

22、本发明提供一种白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针、制备方法及其应用，所述白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针的骨架包括：核心结构、中间部分、外表面，所述核心结构为中空二氧化硅组成的空心微球，所述中间部分为铂纳米颗粒以及催化活性分子葡萄糖氧化酶部分修饰的janus颗粒，所述外表面为荧光适配体修饰的白细胞膜。

23、本发明包括以下优点：采用硬模板法制备中空二氧化硅，中空结构具有更轻的质量，改善了生物酶类驱动力不强的问题，使其在溶液中有较大的速度和位移。通过在中空二氧化硅表面部分修饰葡萄糖氧化酶，形成janus结构，由葡萄糖氧化酶氧化分解葡萄糖使得微马达有了驱动力可在溶液中主动寻找靶标物质，提高靶向速度。同时，以白细胞膜作为仿生外壳，极大的提高了仿生微马达的生物相容性，有利于肿瘤细胞的下游分析，且仿生的性质让微马达在一定程度上降低了大分子物质和血细胞的干扰，为在生物环境中特异性靶向目标细胞奠定了基础。在细胞膜上修饰带有聚集诱导发光基团的适配体分子使得制备的仿生微马达捕获肿瘤细胞的效果能在肉眼视野下观察，此信号放大策略使得肿瘤细胞的体外可视化定量检测更加快速便捷。

技术特征：

1.一种白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针，其特征在于，所述白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针的骨架包括：核心结构、中间部分、外表面，所述核心结构为中空二氧化硅组成的空心微球，所述中间部分为铂纳米颗粒以及催化活性分子葡萄糖氧化酶部分修饰的janus颗粒，所述外表面为荧光适配体修饰的白细胞膜。

2.据权利要求1所述的白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针，其特征在于，所述铂纳米颗粒通过修饰所述核心结构得到铂janus结构；

3.根据权利要求1所述的白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针，其特征在于，所述白细胞膜通过同源靶向捕获肿瘤细胞；

4.根据权利要求1所述的白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针，其特征在于，所述白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针中的催化活性分子葡萄糖氧化酶分解葡萄糖为所述白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针提供驱动力。

5.一种如权利要求1所述的白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述提取白细胞膜，基于所述白细胞膜制备tpe-aptamer-cm，包括：

7.一种白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针的非诊断目的应用，其特征在于，所述白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针用于在生物环境中对肿瘤细胞的快速富集与荧光定量检测。

8.一种白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针在制备肿瘤细胞检测试剂中的应用，其特征在于，所述白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针用于在生物环境中对肿瘤细胞的快速富集与荧光定量检测。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述白细胞膜通过同源靶向捕获肿瘤细胞；

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针中的催化活性分子葡萄糖氧化酶分解葡萄糖为所述白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针提供驱动力。

技术总结
本发明提供了一种白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针、制备方法及其应用，涉及纳米生物技术领域，白细胞膜仿生涂层微马达荧光探针的骨架包括：核心结构、中间部分、外表面，核心结构为中空二氧化硅组成的空心微球，中间部分为铂纳米颗粒以及催化活性分子葡萄糖氧化酶部分修饰的Janus颗粒，外表面为荧光适配体修饰的白细胞膜。以中空二氧化硅作为核心，使其具有较大的速度和位移，在中空二氧化硅表面部分修饰葡萄糖氧化酶，形成Janus结构，驱动仿生微马达运动，提高在溶液中的靶向速度，以白细胞膜作为仿生外壳，提高仿生微马达的生物相容性，利于肿瘤细胞的下游分析，降低大分子物质和血细胞的干扰，表面修饰的荧光适配体使体外可视化定量检测更快速便捷。

技术研发人员：解笑瑜,卜羽思,刘霞,杨怡璇,贾兰兰
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21