一种基于癌细胞表面电荷强度的评估肿瘤恶性程度的方法技术

本发明专利技术提供了一种基于癌细胞表面电荷强度的评估肿瘤恶性程度的方法，包括：第一步骤，用于通过建立的电化学器件实现癌细胞表面电荷强度的检测；第二步骤，用于将检测的癌细胞表面电荷强度作为评估肿瘤恶性的指标。表面电荷强度作为评估肿瘤恶性的指标。表面电荷强度作为评估肿瘤恶性的指标。

【技术实现步骤摘要】
一种基于癌细胞表面电荷强度的评估肿瘤恶性程度的方法


[0001]本专利技术涉及电化学与细胞电生理学领域，具体涉及一种基于癌细胞表面电荷强度的评估肿瘤恶性程度的方法，即一种细胞表面电荷检测的方法及其生物医学应用，即检测肿瘤患者的癌细胞表面电荷强度并将其作为评估肿瘤恶性程度的指标。

技术介绍

[0002]生物电是所有生命活动的重要部分。然而，动物体细胞的电学性质却依然没有被充分了解。过去的几十年中，电生理学的进展表明，细胞表面电荷是细胞特性的重要属性，在调节细胞功能中起着至关重要的作用。早在20世纪40年代，就有人通过癌细胞的一些细微的行为猜测癌细胞表面的电学性质应该与正常细胞不同。大多数癌细胞表面带负电，并产生影响表面活性的表面电势，离子在细胞膜上的浓度从而影响重要的细胞事件，例如细胞粘附，细胞摄取，细胞间通讯，信号转导和蛋白质运输。
[0003]为了测量细胞表面电荷，已经开发了多种方法，包括静电相互作用，等电平衡分析和电泳。静电相互作用法通常基于静电相互作用色谱(ESIC)技术，它使用带电的离子交换树脂/分子与细胞相互作用；相互作用的亲和力取决于细胞表面的电荷。因此，根据细胞与树脂之间的亲和力，可以评估相对的细胞表面电荷。最近，就测量纳米探针(NPs)与细胞之间的亲和力而言，具有一定电荷的纳米探针(NPs)也已用于细胞表面电荷检测。但是，这种类型的方法无法提供直接的表面电荷测量，并且通常很耗时。对于等电平衡分析方法，将细胞加载到具有线性pH梯度的色谱柱上，并在适当的电压下迁移。细胞表面电荷会影响等电位置，等电平衡后细胞迁移至等电位置。尽管细胞的ζ电势可以从等电位置导出，但是该方法需要很长时间才能实现等电平衡。它不适用于单细胞表面电荷的原位测量。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种一种更灵敏、更精确的普适性细胞表面电荷测试方法，并为后续探索癌细胞表面电荷对其功能的影响甚至是临床应用提供了可能。
[0005]根据本专利技术，提供了一种基于癌细胞表面电荷强度的评估肿瘤恶性程度的方法，包括：
[0006]第一步骤，用于通过建立的电化学器件实现癌细胞表面电荷强度的检测；
[0007]第二步骤，用于将检测的癌细胞表面电荷强度作为评估肿瘤恶性的指标。
[0008]优选地，第一步骤采用的检测方法为三电极体系测试法，而且三电极体系测试法采用的三电极体系包括工作电极、对电极、参比电极，其中工作电极包括依次设置的柔性基底和碳纳米管薄膜，对电极为铂丝对电极，参比电极由浸渍在氯化钾溶液中的覆盖着氯化银的金属银组成，即银/氯化银电极。
[0009]优选地，所述三电极体系测试法包括：
[0010]将经过预处理的碳纳米管薄膜固定于柔性聚二甲基硅氧烷基底上，得到碳纳米管
薄膜电极；
[0011]将所得的碳纳米管薄膜电极连接在电化学工作站的工作电极一端，将铂丝连接在电化学工作站的对电极一端，将银/氯化银电极连接在电化学工作站的参比电极一端。
[0012]优选地，第一步骤采用的检测方法为三电极体系测试法，所述三电极体系测试法包括：确立癌细胞表面电荷与即时响应电流之间的关系，并在三电极体系中检测待检测肿瘤并通过推算得到癌细胞表面电荷强度水平。
[0013]优选地，确立癌细胞表面电荷与即时响应电流之间的关系包括：
[0014]以磷酸盐缓冲液为电解质，将三电极体系的工作电极、对电极、参比电极浸入电解质中，通过电化学工作站的线性扫描伏安法测试空白曲线；
[0015]依次在电解质中加入不同浓度或不同种类的癌细胞，通过电化学工作站的线性扫描伏安法测试相同电压下电流的变化情况。
[0016]优选地，在三电极体系检测待检测肿瘤并通过推算得到癌细胞表面电荷强度水平的步骤包括：
[0017]将待检测肿瘤置于磷酸盐缓冲液为电解质中，并对三电极体系施加外加电压，测试反应过程中工作电极上电子的转移量，并根据确立的癌细胞表面电荷与即时响应电流之间的关系，推算癌细胞表面电荷强度水平，实现检测癌细胞表面电荷强度的检测。
[0018]优选地，碳纳米管薄膜的厚度为5
‑
20μm，面积为0.3
‑
0.5cm2。
[0019]优选地，柔性聚二甲基硅氧烷基底的制备过程为：将聚二甲基硅氧烷与固化剂按照预定质量比混合均匀，并在70
‑
80℃下加热固化40
‑
60min得到。
[0020]优选地，电解质的体积为10
‑
20mL，磷酸盐缓冲液的摩尔浓度为0.05
‑
0.2mmol L
‑1。
[0021]优选地，线性扫描伏安法的扫描范围为0
‑
3V，扫描速度为50
‑
150mVs
‑1。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果和独创性主要体现在以下几个方面：
[0023]1.本专利技术设计的癌细胞表面电荷检测器件，极大地简化了器件结构(现有器件结构多为三电极体系)且完成了癌细胞在不脱离生理条件下(多数器件无法完成在PBS条件下)的直接检测；而且确立了癌细胞表面电荷与即时响应电流之间的关系，能够快速推算得到癌细胞表面电荷强度水平。本专利技术实现了准确、高灵敏度、快速的癌细胞表面电荷检测，具有巨大的实际应用价值。
[0024]2.本专利技术采用癌细胞表面电荷强度与病理学相结合的方法对乳腺癌进行分析，研究癌细胞表面电荷在评估肿瘤恶性程度方面的价值，将更好地指导临床治疗并预测预后。
附图说明
[0025]结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本专利技术有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：
[0026]图1示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的基于癌细胞表面电荷强度的评估肿瘤恶性程度的方法的总体流程图。
[0027]图2示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的基于癌细胞表面电荷强度的评估肿瘤恶性程度的方法采用的三电极体系测试法的原理示意图。
[0028]图3为人骨肉瘤细胞株细胞数量为80W时的细胞表面电荷量；(恶性程度：U2OS<ZOS<SJSA
‑
1)
[0029]图4肺癌细胞数量为80W时的细胞表面电荷量；(恶性程度:A549>H460)
[0030]图5结直肠癌细胞数量为80W时的细胞表面电荷量；(恶性程度:HCT116>HT29)
[0031]图6肝癌细胞数量为80W时的细胞表面电荷量；(恶性程度:HCCLM3>Hep
‑
3B)
[0032]图7膀胱癌细胞数量为80W时的细胞表面电荷量；(恶性程度从上至下，由低到高)
[0033]需要说明的是，附图用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于癌细胞表面电荷强度的评估肿瘤恶性程度的方法，其特征在于包括：第一步骤，用于通过建立的电化学器件实现癌细胞表面电荷强度的检测；第二步骤，用于将检测的癌细胞表面电荷强度作为评估肿瘤恶性的指标。2.根据权利要求1所述的基于癌细胞表面电荷强度的评估肿瘤恶性程度的方法，其特征在于，第一步骤采用的检测方法为三电极体系测试法，而且三电极体系测试法采用的三电极体系包括工作电极、对电极、参比电极，其中工作电极包括依次设置的柔性基底和碳纳米管薄膜，对电极为铂丝对电极，参比电极由浸渍在氯化钾溶液中的覆盖着氯化银的金属银组成，即银/氯化银电极。3.根据权利要求2所述的基于癌细胞表面电荷强度的评估肿瘤恶性程度的方法，其特征在于，所述三电极体系测试法包括：将经过预处理的碳纳米管薄膜固定于柔性聚二甲基硅氧烷基底上，得到碳纳米管薄膜电极；将所得的碳纳米管薄膜电极连接在电化学工作站的工作电极一端，将铂丝连接在电化学工作站的对电极一端，将银/氯化银电极连接在电化学工作站的参比电极一端。4.根据权利要求3所述的基于癌细胞表面电荷强度的评估肿瘤恶性程度的方法，其特征在于，第一步骤采用的检测方法为三电极体系测试法，所述三电极体系测试法包括：确立癌细胞表面电荷与即时响应电流之间的关系，并在三电极体系中检测待检测肿瘤并通过推算得到癌细胞表面电荷强度水平。5.根据权利要求1或2所述的基于癌细胞表面电荷强度的评估肿瘤恶性程度的方法，其特征在于，确立癌细胞表面电荷与即时响应电流之间的关系包括：以磷酸盐缓冲液为电解质，将三电极体系的工作电极、对电极、参比电极浸入电解质中，通过电化学工作站的线性扫描伏安法测试空白曲线；依次在电解质中加入不同浓度或不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炳地，刘中民，乐文俊，催征，陈景瑶，
申请(专利权)人：上海市东方医院同济大学附属东方医院，
类型：发明
国别省市：