由国际工程师团队开发的原型设备可以从血液样本中筛选出非常微小的颗粒，而无需将样品送到实验室。该装置结合了声学细胞分选和微流体技术，可以为科学研究和医学应用带来福音。
该系统经过优化，可以分选出体外各类细胞释放的“外泌体”。考虑到在细胞间通讯和疾病传播中发挥重要作用，它们自三十年前发现以来一直是科学好奇心的对象。
然而，外胚层的微小尺寸使得它们难以研究并且难以与其天然生物流体分离。目前的实践涉及在离心机中旋转样品数小时甚至数天，通常通过使它们经受极高的重力而损坏外泌体。即便如此，该程序仅捕获生物流体中存在的一小部分纳米颗粒。
在9月18日“美国国家科学院院刊”上发表的一篇论文中，来自杜克大学，匹兹堡大学和马吉妇女研究所，麻省理工学院和新加坡南洋理工大学的研究人员展示了一种更好的方法。基于“声学流体学”，声学和微流体的结合。
该原型设备提供温和，自动化的即时护理系统，允许从整个生物流体中单步，片上分离外泌体，具有高纯度和高产率。
该结果可以帮助研究人员和临床医生更多地了解外泌体，并为诊断或治疗设备奠定基础。该装置可以通过简单的抽血和“液体活检”来诊断和监测许多病症，包括影响脑，肾，肝和胎盘的癌症，脑震荡和疾病。
“外泌体在医学诊断和治疗方面具有巨大潜力，但目前的外泌体分离技术存在缺点，如周转时间长，不一致，产量低，污染和外泌体完整性不确定，”机械工程和材料教授Tony Jun Huang说。杜克大学的科学。“这项工作提供了一种可以解决这些问题的新技术。我们想要提取高质量的外泌体，就像按下按钮并在10分钟内获得所需样品一样简单。“
“这种方法分离外泌体而不改变其生物学或生理学特征的能力可能为评估人类健康以及疾病的发生和发展提供新的途径，”该论文的共同通讯作者和候任Subra Suresh说。新加坡南洋理工大学，匹兹堡大学医学院21世纪医学生物力学教授，卡内基梅隆大学前校长。
由Huang和他的同事们制造的原型设备产生了一个高频声波，它以一定角度传播到液体中流过一根细管。通过仔细定制声波的角度和频率到通道的长度和粒子的大小，他们可以将任何大于1,000纳米的粒子推入单独的通道。
这样可以去除血液中的元素，如白细胞，红细胞和血小板。然后流体通过第二室，其中相同的力用于过滤掉小于130纳米的所有物，其大约是大多数外泌体的尺寸并且比人类头发的厚度小500倍。
与目前仅捕获5%至40%外泌体的方法相比，双阶段技术显示能够分离超过80%的外来体，纯度为98%。
麻省理工学院纳米力学实验室主任Ming Dao解释说：“这种新装置可以在有效分离外泌体等细胞外囊泡之前先消除所有血细胞和血小板。”“这种新一代的集成设备设计可以对不同血液成分进行无离心分选，从而大大降低液体活检检测的成本和处理时间。”
“这将为'液体活组织检查'的研究增添新的内容，促进细胞外囊泡的临床应用，为人体怀孕期间胎盘的生理和健康提供信息，例如胎盘中的胎盘，”导演Yoel Sadovsky说。匹兹堡大学Magee-Womens研究所。“虽然使用外泌体用于这些目的尚未得到证实，但这是我们研究的前景。”
标签： 生物纳米粒子
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