理工學院狼人軍團

圖案化定向納米管表面的構(gòu)建及循環(huán)腫瘤細胞捕獲隊伍：狼人軍團指導老師：劉明賢課題成果簡介目標——獲得一種高效、靈敏、特異的低成本CTCs檢測分析平臺。為設(shè)計可用于臨床癌癥早期診斷、個性化治療和預后判斷的CTCs分離器件提供新思路①優(yōu)化天然納米材料作圖案化表面，②系統(tǒng)評價圖案化HNTs表面的微觀結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、對CTCs富集行為③建立HNTs表面的制備方法與表面結(jié)構(gòu)的科學聯(lián)系。自然界中的埃洛石圖案化HNTs表面制備工藝毛細管工藝體系——需要對毛細管破碎得到毛細管內(nèi)壁的圖案

化表面（破壞表面、

后續(xù)可操作性差）優(yōu)化揮發(fā)裝置——由兩塊平行玻璃片和兩塊玻璃墊組成，形成一個兩端開口，厚度跟墊片厚度一致的空間。

將HNTs水溶液注射到受限空間，揮發(fā)干燥，與毛細管體系相似，從兩端往中間逐漸干燥，在底面玻璃片上形成上下對稱的條紋圖案結(jié)構(gòu)實驗步驟①清洗玻璃片以及玻璃墊片：浸泡在食人魚洗液（piranhasolution，7：3=98%H2SO4/30%H2O2）中，75℃下2個小時，然后用去離子水沖洗，最后用氮氣干燥，干燥后待用②配置不同濃度梯度的HNTs水溶液：0.5%wt、1.25%wt、2.5%wt、5.0%wt為一個濃度梯度，0.05%wt、0.125%wt、0.25%wt、0.5%wt為一個濃度梯度。③在平整的平面上構(gòu)筑揮發(fā)裝置④用一次性注射器將以上六個濃度的HNTs水溶液注射到揮發(fā)裝置中，注滿為止，在自然條件下干燥樣品表征①場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）觀察

將以上干燥好的六個樣品，選取相同的區(qū)域制樣，噴金處理后，在電鏡下掃描觀察，獲得不同放大倍數(shù)的圖像。②原子力顯微鏡（AFM）掃描：

選取0.5%wtHNTs表面，在不同掃描范圍下得到AFM圖像。結(jié)果和討論1.25%wtHNTs的FESEM圖5.0%wtHNTs的FESEM圖2.5%wtHNTs的FESEM圖0.125%wtHNTs的FESEM圖0.25%wtHNTs的FESEM圖0.5%wtHNTs的FESEM圖0.5%wtHNTsAFM掃描圖，由圖結(jié)果顯示，該工藝下制備的HNTs表面有序程度很高。結(jié)果分析自組裝圖案有序——在該體系下的樣品宏觀上是上下對稱的條紋圖案結(jié)構(gòu)，微觀上都有一定程度的有序排列可操作性強——因為該體系的基底是玻璃片，克服了毛細管體系的缺陷同時通過橫行和縱向的對比，發(fā)現(xiàn)以已有實驗基礎(chǔ)粗略比較，0.5%wtHNTs表面的有序程度最高穩(wěn)定性測試圖案化表面浸泡在PBS溶液（磷酸緩沖液，模擬細胞環(huán)境），1h后取出烘干浸泡pbs溶液前的宏觀圖浸泡pbs溶液后的宏觀圖浸泡PBS緩沖液后HNTs表面FESEM圖宏觀上，表面的大體輪廓沒有顯著的變化，微觀上，圖案化有序結(jié)構(gòu)已遭破壞，HNTs納米尺寸親水性強，須對圖案化表面改性修飾，提高其在PBS緩沖液中的穩(wěn)定性硅烷偶聯(lián)劑改性圖案化HNTs表面①為什么選用硅烷偶聯(lián)劑？同時含有能和無機質(zhì)材料（如玻璃、硅砂、金屬等）化學結(jié)合的反應基團及與有機質(zhì)材料（合成樹脂等）化學結(jié)合的反應基團，可以用于表面處理。②硅烷偶聯(lián)劑(APTES)與HNTs作用機理HNTs表面的羥基和硅烷偶聯(lián)劑(APTES)的硅氧烷基團的縮合反應，將HNTs表面接枝上氨基，改善疏水性HNTs接枝APTES實驗步驟①配制硅烷偶聯(lián)劑溶液（1%APTES,95:5=無水乙醇：水）②在玻璃皿中倒入一定量的硅烷偶聯(lián)劑溶液，將制好的HNTs表面浸泡在其中10-20分鐘③取出后用無水乙醇清洗3次，然后用氮氣干燥④最后將其置于真空干燥箱中80℃干燥1個小時測試表征①接觸角測試對照組：常規(guī)HNTs表面，圖案化HNTs表面實驗組：常規(guī)HNTs表面硅烷處理，圖案化HNTs表面硅烷處理②傅立葉轉(zhuǎn)換紅外(FT-IR)測試Bruker公司BrukerEquinox55型傅立葉轉(zhuǎn)換紅外儀對照組：圖案化HNTs表面實驗組：圖案化HNTs表面硅烷處理測試表征③X-射線衍射（XRD)分析Dmax-1200型X-射線衍射儀，掃描范圍為5°-50°(2θ)，掃描速率為8°/min。通過Ni濾光器的CuKα線，管電壓為36KV,管電流為20mA。對照組：白色埃洛石粉末，常規(guī)HNTs表面，圖案化HNTs表面實驗組：常規(guī)HNTs表面硅烷處理，圖案化HNTs表面硅烷處理④場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）觀察對照組：常規(guī)HNTs表面，圖案化HNTs表面實驗組：常規(guī)HNTs表面硅烷處理，圖案化HNTs表面硅烷處理將以上的樣品制樣，噴金處理后，在電鏡下掃描觀察，獲得不同放大倍數(shù)的圖像。測試表征⑤改性后圖案化HNTs表面穩(wěn)定性測試對照組：0.5%wt普通圖案化HNTs表面實驗組：0.5%wt改性圖案化HNTs表面⑥外周血中腫瘤細胞（CTC）捕獲試驗對照組：0.05%wtHNTs圖案化表面、0.5%wtHNTs圖案化表面實驗組：0.05%wtHNTs圖案化硅烷化表面、0.5%wtHNTs圖案化硅烷化表面接觸角測試結(jié)果硅烷處理后圖案化HNTs表面接觸角明顯大于普通圖案化表面，說明HNTs與APTES發(fā)生了相互作用，其表面性質(zhì)發(fā)生了改變，疏水性增強傅立葉轉(zhuǎn)換紅外(FT-IR)測試結(jié)果a圖案化HNTs表面硅烷處理b圖案化HNTs表面1469cm-1和1402cm-1處—CH2基團的彎曲振動表明硅烷偶聯(lián)劑成功地接枝到了HNTs表面。X-射線衍射（XRD)分析測試結(jié)果a埃洛石粉末b圖案化HNTsc圖案化HNTs硅烷處理b與c對比，硅烷處理前后并沒有出現(xiàn)的新的衍射峰，說明硅烷偶聯(lián)劑與HNTs之間的相互作用對HNTs的晶體結(jié)構(gòu)沒有影響。場發(fā)射掃描電子顯微鏡結(jié)果常規(guī)HNTs硅烷處理前FESEM圖場發(fā)射掃描電子顯微鏡結(jié)果常規(guī)HNTs硅烷處理后FESEM圖場發(fā)射掃描電子顯微鏡結(jié)果圖案化HNTs硅烷處理前FESEM圖場發(fā)射掃描電子顯微鏡結(jié)果圖案化HNTs硅烷處理后FESEM圖場發(fā)射掃描電子顯微鏡結(jié)果結(jié)果表明圖案化HNTs表面來說，用硅烷偶聯(lián)劑處理之后并不會破壞其表面的有序結(jié)構(gòu)，在改變其表面的親水性性質(zhì)的同時也可以保證其功能性。改性后圖案化HNTs表面穩(wěn)定性測試結(jié)果改性后表面浸泡PBS前后的變化改性后圖案化HNTs表面穩(wěn)定性測試結(jié)果浸泡過PBS緩沖液的改性后HNTs表面FESEM圖該圖案化HNTs宏觀上、微觀上仍有序排列，說明改性后的表面在PBS緩沖液中能夠穩(wěn)定存在循環(huán)腫瘤細胞捕獲檢測結(jié)果

HNTs表面捕獲肝癌細胞HepG2熒光照片硅烷化的HNTs圖案化表面相比于普通HNTs圖案化表面，其捕獲的循環(huán)腫瘤細胞明顯增多，證明改性后的HNTs表面對CTCs吸附作用顯著循環(huán)腫瘤細胞捕獲檢測結(jié)果HNTs表面捕獲肝癌細胞HepG2數(shù)目分析側(cè)面論證0.5%HNTs表面納米管表面有序程度的優(yōu)越性，可助于縮小濃度范圍確定最佳濃度項目總結(jié)①提供一種制備圖案化HNTs表面的思路在一個受限空間里，不借助任何外力，在毛細管力的作用下，在定向干燥的過程中，自發(fā)地組裝成具有圖案化有序排列的表面,可操作性強，