一種用于外泌體分離富集和檢測的微流控芯片
腫瘤來源的外泌體（exosomes）在腫瘤微環(huán)境的胞間通訊中發(fā)揮著特殊作用，它們在體液中含量穩(wěn)定且能夠靈敏地反映出腫瘤的實(shí)際狀態(tài)，被認(rèn)為是“液體活檢”技術(shù)中一種極具潛力的腫瘤標(biāo)志物。外泌體研究中面臨的首要困難是如何從復(fù)雜的生物樣品中分離出這些微小囊泡，超速離心法是外泌體濃縮的經(jīng)典方法，但步驟冗雜、儀器昂貴，且回收率較低。對外泌體進(jìn)行定量的標(biāo)準(zhǔn)方法，例如ELISA和western blot，在需要較大樣品量的同時(shí)，其靈敏度較低。此外，分步對外泌體進(jìn)行處理和分析的過程不僅耗時(shí)耗力，樣品也極易受到外界的污染。
近日，華東理工大學(xué)的葉邦策教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種集分離、富集和檢測為一體的肝癌相關(guān)外泌體分析平臺（ExoPCD-chip）。該微流控芯片由一個(gè)Y型微柱陣列組成的捕獲區(qū)域和級聯(lián)的ITO電極組成。預(yù)先修飾有Tim4蛋白的磁珠可以特異結(jié)合外泌體表面暴露出的磷酯酰絲氨酸，而芯片中的PDMS微柱則進(jìn)一步增強(qiáng)磁珠對外泌體的捕獲效率。富集到的外泌體隨后被磁力固定在ITO電極的表面，通過一條包含CD63識別序列和模擬DNA酶序列的核酸適配體來實(shí)現(xiàn)電化學(xué)信號轉(zhuǎn)換的過程，在快速、高特異性外泌體識別的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了高靈敏的電化學(xué)傳感分析。
圖1.（A）ExoPCD-chip示意圖；（B）ITO表面電傳感示意圖
該ExoPCD-chip僅需30 μL樣品，在4小時(shí)內(nèi)即可完成整個(gè)分離富集和檢測的全過程，其檢出限低于目前絕大多數(shù)文獻(xiàn)中報(bào)道的結(jié)果。更為重要的是，對血清樣品的分析結(jié)果證明，該芯片能夠有效區(qū)分肝癌病人和健康人，具有臨床檢測和癌癥診斷的潛力。
相關(guān)研究成果近期發(fā)表在Analytical Chemistry 上，文章的第一作者為華東理工大學(xué)的講師徐慧穎和碩士生廖翀。
論文信息：Huiying Xu, Chong Liao, Peng Zuo, Ziwen Liu and Bang-Ce Ye, Magnetic-Based Microfluidic Device for On-Chip Isolation and Detection of Tumor-Derived Exosomes, Anal. Chem., 2018, 90, 13451, DOI: 10.1021/acs.analchem.8b03272.
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