识别界面的可控组装和拆卸对生物分析至关重要。
2021年9月2日，来自厦门大学杨朝勇、上海交通大学Wulingling及赵刚和南京大学马余强等研究团队在Advanced Science上在线发表了题为“ReversibleImmunoaffinity Interface Enables Dynamic Manipulation of Trapping Force forAccumulated Capture and Efficient Release of Circulating Rare Cells”的研究论文，提出了一种通过在人字形芯片（DynarFace-Chip）中设计一个动态和可逆的免疫亲和微界面（DynarFace）来动态操纵捕集力的策略，用于液体活检。
界面上的分子识别在各种生命活动和生物医学分析中起着至关重要的作用，其性能在很大程度上取决于识别界面的特性。受体/配体动态地漂浮在细胞膜界面上，通过受体/配体的主动招募实现高效识别。受此启发，人们对组装这种动态识别界面的生物医学应用给予了极大关注。因此，设计一个动态和可逆的识别界面将为生物医学领域带来前所未有的机会。
到目前为止，人们已经探索了许多策略来设计识别界面，但具有高可逆性的动态亲和界面工程仍然具有挑战性。识别元素的化学键，如抗体、适配体、亲和纳米粒子，提供了常见的界面功能化途径。然而，它受到复杂的制造、无法形成动态界面、难以拆卸以及需要活性基团进行反应等因素的阻碍。
天然/仿生细胞膜可以设计出具有识别配体动态分布的流体界面，但仍然依赖于繁琐的制造，没有可逆性。最近，磁控自组装和拆卸策略为制造可逆的识别界面开辟了一条新途径。它利用外部磁场来操纵识别配体修饰的磁珠（MBs）以产生亲和的微界面，如MB微柱阵列， MB涂层的波状人字形界面。然而，这些界面存在着磁捕集器微结构（如镍图案、磁性墨点）的复杂制造，或释放不足的问题，限制了它们的生物医学应用。
血液中的循环稀有细胞（CRCs），如循环肿瘤细胞（CTCs）和循环滋养层细胞（CTBs），携带其衍生肿瘤或胎儿的全面基因型和表型信息。CRC的捕获和释放受捕集力的制约，而传统的通过将识别元件固定在基质上形成的亲和界面，其捕集力恒定，有几个应用局限性。首先，诱捕力通常取决于界面的亲和力，而细胞与界面的频繁碰撞只会增加CRCs遇到高亲和力区域的机会。
为了达到高的捕获效率，需要高密度的识别配体和缓慢的样品装载速度，导致成本高和产量低。更重要的是，不可逆的亲和界面必须利用物理化学刺激来破坏捕集力以释放CRC，需要繁琐的操作，影响细胞活力和下游分析。因此，高效捕获和温和释放CRC的需求仍然没有得到满足。
为了解决这些问题，提出了一种动态操纵捕获力的策略，即在人字形芯片（DynarFace-Chip）中设计一个动态和可逆的免疫亲和微界面（DynarFace），用于累积捕获和温和释放CRCs。DynarFace是通过磁力吸引免疫磁珠（IMBs）在芯片基底上组装而成，具有操作方便和可逆组装的优点。DynarFace允许IMB在流体力学增强的界面碰撞过程中累积附着在循环稀有细胞（CRC）表面，与传统的非动态界面相比，累积增强的磁捕集力将血液样本中生物标志物中等表达量的CRC的捕获效率提高了134.81%。此外，磁铁退出引起的捕集力消失使DynarFace能够以高效率（>98%）和高存活率（≈98%）释放CRC，与下游体外培养和CRC的基因分析兼容。
因此，DynarFace能够动态操纵捕获力，为下游分析提供累积捕获和可逆释放的CRCs，为液体活检提供全面信息。
参考消息：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202102070
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