Kredit:CC0 Public Domain
Exosomer är lipid-dubbelskikts membranpartiklar i nanoskala (typiskt <200 nm i storlek) som utsöndras av många celltyper. Eftersom exosomer uppvisar en naturligt härledd sammansättning och fungerar som intercellulära kommunikationsverktyg genom överföring och leverans av biomolekyler, har de visat stor potential inom områdena smart drug delivery och flytande biopsi.
Men på grund av exosomes nanoskalastorlek (30-200 nm) och låg flyttäthet är deras isolering och rening från komplexa biologiska vätskor fortfarande utmanande.
Nyligen utvecklade ett forskarlag under ledning av professor Yang Hui från Shenzhen Institute of Advanced Technology (SIAT), kinesiska vetenskapsakademin, ett etikettfritt och biokompatibelt magnetiskt separationssystem på chipet för effektiv extraktion av exosomer från cellkultursupernatanten.
Studien publicerades i Lab on a Chip .
I denna studie konstruerade forskarna ett etikettfritt magnetiskt separationssystem på chip baserat på principen om negativ magnetofores. Systemets kärnenhet är en magnetisk modul med magnetfält med ultrahög gradient, bestående av symmetriskt fördelade permanentmagneter, perm-legeringar med hög magnetisk permeabilitet, samt magnetiska polarrayer på chipet.
Baserat på den magnetiska modulen kan systemet generera en ultrahög magnetfältsgradient i mikrofluidkanaler för provextraktion. Således kan biologiska prover med extremt liten storlek (i nanometer) samlas in, och storleksupplösningen för att särskilja prover av olika storlekar är mycket förbättrad jämfört med existerande tekniker.
"Genom att använda de magnetiska polarrayerna på chipet ökas magnetfältsgradienten i mikrokanalen drastiskt. Därför realiseras den negativa magnetoforetiska separationen på chipet med en storleksupplösning på nanometer med hjälp av en ferrofluid med extremt låg koncentration", säger Dr. Zeng Lin, första författare till denna studie. "Viabiliteten för bioproverna är avsevärt förbättrad i ferrofluiden med låg koncentration."
Vidare presenterade forskarna en biokompatibel ferrofluidlösning, som kan möta behoven av att separera exosomer och samtidigt behålla sin bioaktivitet. Genom att använda sådan biokompatibel ferrofluid uppnår systemet separation av exosomer med hög renhet och hög återvinningshastighet.
"Det föreslagna mikrofluidiska systemet ger potential för exosomforskning och exosombaserad sjukdomsdiagnostik och behandling", säger professor Yang. + Utforska vidare
