循环肿瘤细胞(CTCs)是指那些从肿瘤组织上脱落下来并进入血液全身循环的癌细胞.它由普通癌细胞转化而来,与癌症的扩散和转移密切相关,是反映癌症病情发展的风向标,对其进行详尽研究对于癌症的早期诊断与治疗具有决定性的意义.人体外周血液中CTC的含量很低,一般不会超过100个/mL,而其中的红细胞白细胞等背景干扰细胞则高达109个,这对现有的分离分析方法来说是一个巨大的挑战.另外,从整体水平上研究细胞内蛋白质的组成、活动规律及蛋白质与蛋白质的相互作用,是蛋白质组学的研究目标.蛋白质翻译后修饰使蛋白质的结构更为复杂，功能更为完善，调节更为精细，作用更为专一。后修饰蛋白质／肽段的种类很多，数量低，对其研究存在困难。围绕癌细胞与蛋白质的高效捕获富集，课题组做了大量工作，初见成效。设计抗体修饰的硝酸纤维素芯片捕获细胞并应用表面增强拉曼对细胞进行成像分析，利用适配体修饰的磁珠和金球实现对肿瘤细胞与拉曼成像，基于聚合物凝胶材料构建的3D网状结构高效捕获唾液酸过表达的肿瘤细胞，以及应用树枝状分子修饰的超亲水磁球快速特异性的捕获肿瘤细胞等。此外，合成多种功能化磁性石墨烯亲水材料，这些材料成功地结合了磁球的易于分离，石墨烯大的比表面积，以及功能基团超强亲水力，从而大大的提高了糖肽的富集效率。这些功能材料的设计与合成为大规模进行翻译后修饰蛋白功能分析提供了新的富集分离方法。在高灵敏度检测方面，筛选构建出高灵敏性的SERS探针，然后用其对细胞进行SERS标记和高精度的成像，取代传统的荧光成像技术对癌细胞进行计数，同时采用LC-MS/MS技术对富集的蛋白质／肽段进行高灵敏度鉴定。