循環(huán)腫瘤細胞，作為一種重要的癌癥診斷標記物，是從腫瘤原發(fā)病灶脫落，進入血管中，傳播到人體其他組織器官引起腫瘤擴散的細胞。研究發(fā)現(xiàn)，循環(huán)腫瘤細胞在血液轉(zhuǎn)移是目前腫瘤擴散的最重要途徑之一，與癌癥的高死亡率息息相關(guān)。然而，循環(huán)腫瘤細胞在血液中的含量非常稀少(1億個血細胞中有1-5個)，很難通過常規(guī)方法將循環(huán)腫瘤細胞從血液中分離出來并加以檢測。因此，如何實現(xiàn)對循環(huán)腫瘤細胞的高效捕獲與特異性分離，對于癌癥的早期診斷與術(shù)后監(jiān)測具有非常重要的意義。傳統(tǒng)的循環(huán)腫瘤細胞的分離方法主要通過修飾特異性識別分子，并進一步調(diào)節(jié)材料表面納米結(jié)構(gòu)等因素，期望達到與循環(huán)腫瘤細胞進行分子識別和納米尺寸相匹配的效果。然而，目前的分離效率和純度都無法滿足臨床應(yīng)用的標準。

近期，中國科學院理化技術(shù)研究所仿生智能界面科學實驗室通過在分子識別和拓撲相互作用的基礎(chǔ)上，設(shè)計具有多重匹配功能的生物界面材料，最終實現(xiàn)了對循環(huán)腫瘤細胞超高靈敏和高特異性檢測。該研究闡述了多重匹配的界面特性，利用還原氧化石墨烯基底的表面修飾的抗體、粗糙結(jié)構(gòu)和低硬度等特性，可以實現(xiàn)對循環(huán)腫瘤細胞超靈敏和特異性的捕獲。更為重要的是，基底的超親水性和負電性使其具有極低的非特異性粘附。利用化學氧化法將石墨進行氧化，通用真空過濾和加熱還原的方法制備出具有粗糙結(jié)構(gòu)的還原氧化石墨烯薄膜。該研究利用抗體修飾的還原氧化石墨烯基底與循環(huán)腫瘤細胞間的多重匹配作用，可以達到非常高的特異性識別捕獲，同時具有極低的背景——在制備的每2平方厘米的還原氧化石墨烯基底上只能找到一個白細胞。這種方法已成功應(yīng)用于臨床，是一種簡單方便且高靈敏的檢測早期癌癥的方法，對于癌癥早期的診斷與研究具有非常重大的意義。

相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在國際材料期刊《先進材料》(AdvancedMaterials)。隨后國際科學媒體Nanowerk和X-MOL分別以Reducedgrapheneoxideplatformshowsextremesensitivitytocirculatingtumorcells和《抗體修飾的還原氧化石墨烯薄膜用于循環(huán)腫瘤細胞高靈敏性的檢測》為題對該研究進行了報道。

相關(guān)研究工作得到科技部國家重點基礎(chǔ)研究計劃、國家自然科學基金項目、國家自然科學基金重大項目、國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃的大力支持。