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Fluidic Multivalent Membrane Nanointerface Enables Synergetic Enrichment of Circulating Tumor Cells with High Efficiency and Viability

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作者
Lingling Wu,Hong‐ming Ding,Xin Qu,Xiaoyan Shi,Jianmin Yang,Mengjiao Huang,Jialü Zhang,Huimin Zhang,Jia Song,Lin Zhu,Yanling Song,Yu‐qiang Ma,Chaoyong Yang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:142 (10): 4800-4806 被引量:113
标识
DOI:10.1021/jacs.9b13782
摘要

The ubiquitous biomembrane interface, with its dynamic lateral fluidity, allows membrane-bound components to rearrange and localize for high-affinity multivalent ligand–receptor interactions in diverse life activities. Inspired by this, we herein engineered a fluidic multivalent nanointerface by decorating a microfluidic chip with aptamer-functionalized leukocyte membrane nanovesicles for high-performance isolation of circulating tumor cells (CTCs). This fluidic biomimetic nanointerface with active recruitment-binding afforded significant affinity enhancement by 4 orders of magnitude, exhibiting 7-fold higher capture efficiency compared to a monovalent aptamer functionalized-chip in blood. Meanwhile, this soft nanointerface inherited the biological benefits of a natural biomembrane, minimizing background blood cell adsorption and maintaining excellent CTC viability (97.6%). Using the chip, CTCs were successfully detected in all cancer patient samples tested (17/17), suggesting the high potential of this fluidity-enhanced multivalent binding strategy in clinical applications. We expect this bioengineered interface strategy will lead to the design of innovative biomimetic platforms in the biomedical field by leveraging natural cell–cell interaction with a natural biomaterial.
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