MIT新技术，轻松分离外泌体
外泌体（exosomes）是细胞分泌的纳米级小泡，内部携带重要信息。MIT等科研机构的科学家们设计了一种快速便捷的方法来拦截这些信息，未来，该方法可应用于癌症诊断或胎儿畸形筛查。文章发表在9月18日的《PNAS》，通讯作者是MIT材料科学与工程学院的首席科学家Ming Dao、前工程院长退休教授Tony Jun Huang，以及新加坡南阳理工大学的候任校长Subra Suresh等人。文章一作是杜克大学的研究生、华人学者Mengxi Wu。
这些微囊泡的直径通常约30-150纳米，内部包含蛋白质、RNA等重要细胞分子。之前的研究表明，外泌体可作为癌症、神经退行性疾病、肾脏疾病的诊断标志。然而现有的分离方法需要使用体积庞大不便移动的高速离心机，耗时24小时之久，有时高速旋转还会损伤外泌体囊泡。
“声波很温和，”Dao说。“当被分离时，粒子经受力量的时间仅为1秒甚至更少，这是一个很大的优势。”
声波筛选装置
最初（2014年）研究人员设计的声学细胞分选装置由一个微流体通道和两端的声换能器组成。两个声换能器生产的声波相互接触所形成的驻波会生成一系列压力节点。每当一个细胞或粒子流过通道并遇到一个节点时，压力会引导细胞稍微偏离中心，细胞位移的距离取决于细胞大小和可压缩性等其他性质。利用该原理，根据细胞达到通道终点的时间，就能分离不同大小的细胞。迷宫般的芯片助你高效分离循环肿瘤细胞
为了分离外泌体，研究人员将2个上述装置串联。第一个装置用来去除血液样本中的细胞和血小板，第二个装置的声波频率较高，可以把剩余血液样本中的更小的外泌体与稍大的胞外囊膜分离开来。
利用这种装置完成100ml稀释血液样本的筛选工作用时不到25分钟。
“新技术可以解决现有外泌体分离技术的不足，如运转时间长、重复性差、分离产量低、容易污染、完整性欠缺等等，”Huang说。“我们的设计只需要操作者按下一个按钮，不改变这些纳米微囊泡的生物学或物理学特性，就能在10分钟内收获你想要的高质量的外泌体。”
清晰的生物学标志物
伊利诺伊大学工程学教授Taher Saif评价这种方法不仅开创了外泌体分离技术的先河，还会迎来一个疾病诊断和预后检测模式的新历史。本文提供了一种无创、无标记的生物相容性芯片法技术，能迅速且高精度地从血液中分离外泌体。
传统的细胞分类计数，需要用化学品标记细胞或者把它们暴露在强大的机械力下，这些操作很可能会损害细胞。这项最新技术允许研究人员无损伤地分离血液中的各种罕见细胞，寻找能显示疾病状态的各种生物标记物。
根据MIT与国立卫生研究院的联合项目“寻找异常怀孕相关标记物”，该技术还可用于其他健康状况的诊断。
新型声波流体技术（acoustofluidic technology）的发展大幅提高了从血液和其他体液中分离外泌体等细胞外囊泡的技术潜力。将液体活检研究增加了一个新的维度，促进了胞外囊泡在无创临床诊断中的应用。
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项目成果
