外泌体（exosome）是30-120nm的小细胞分泌的细胞外囊泡，携带其来源细胞的各种分子成分，包括蛋白质、脂质、mRNA和microRNA。它们可以从许多类型的细胞中释放出来，包括树突状细胞、淋巴细胞、血小板、肥大细胞、上皮细胞、内皮细胞和神经元等，并且存在于血液、唾液、尿液和泪液等几乎所有体液中。
最初，外泌体被认为只是作为细胞的 "垃圾袋"，以摆脱不需要的成分。然而，越来越多的证据表明，外泌体在细胞间通讯，以及癌症转移中发挥着至关重要的作用。因此，科学家们开始尝试将其作为癌症诊断的潜在生物标志物以及应用于多种生物医学领域。然而，基于免疫和microRNA分析的传统检测方法分离外泌体至少要18个小时，而且需要昂贵且占用空间的实验室设备。因此，导致这些发挥重要作用的潜在生物标志物的应用受到了限制。
2022年8月10日，发表在《Advanced Functional Materials》上的一项新研究中，来自寺崎生物医学创新研究所（TIBI）领导的研究团队开发了一种智能隐形眼镜，该镜片嵌有与抗体结合的微型腔室，可以很容易地捕获泪液中的外泌体，从而为癌症预筛查提供了一种简单、快速、灵敏、经济、无创的支持性诊断平台。该团队表示，这一突破有望为廉价的“一刀切”式疾病筛查项目打开大门。
在这项新研究中，该团队设计了一种基于抗体偶联信号微室的隐形眼镜（ACSM-PCL）平台，用于检测和捕获泪液中完整的外泌体。研究人员表示，泪液是一种比血液、尿液和唾液更理想、更清洁的外泌体来源。
ACSM-PCL示意图
ACSM-PCL具有高光学透明度和机械性能，以及良好的生物相容性和对外泌体的敏感性，并采用金纳米颗粒比色法来可视化捕获的外泌体。
ACSM-PCL可以在pH值为6.5-7.4（类似于人泪液的pH值）的范围内检测外泌体，并且在牛血清白蛋白溶液中具有很强的回收率。
该团队还通过使用替代方法促进和优化了ABSM-CL的制备。在为镜片制造微型腔室（微室）时，研究人员使用了直接激光切割和雕刻的方法，而不是传统的铸造成型来保持微室和透镜的结构。
此外，他们还优化了将捕获抗体与ACSM-PCL微室结合的程序，并将不同的（阳性对照）检测抗体与金纳米颗粒结合，金纳米颗粒可以通过光谱进行可视化。这两种抗体对外泌体上发现的两种不同的表面标志物都具有特异性。
在最初的验证实验中，研究人员使用ACSM-PCL对来自10个不同组织和癌细胞系的上清液中分泌的外泌体进行了测试。与阴性对照相比，在所有检测样本中观察到的光谱偏移验证了ACSM-PCL捕获和检测外泌体的能力。
随后，研究人员在对从10名志愿者中收集的不同泪液样本检测时，也得到了类似结果。
在最后的实验中，ACSM-PCL成功识别出三种细胞系溶液中的外泌体，这些细胞系具有不同的表面标志物并使用不同的抗体组合。这一结果验证了ABSM-CL准确捕获和检测具有不同表面标志物外泌体的能力。
外泌体是一个丰富的标志物和生物分子来源，可以用于多种生物医学应用。因此，该团队开发的新方法将大大促进科学家们挖掘这一资源的能力。
他们表示，基于这些令人鼓舞的结果，ACSM-PCL有望成为从癌症到病毒感染等不同疾病的强大诊断工具。
论文链接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202206620
