I en studie publicerad den 7 november 2023 i tidskriften Microsystems &Nanoengineering , forskare från Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences och Shanghai Tech University, har utvecklat ett innovativt mikrofluidiskt magnetiskt detektionssystem (μFMS) för att analysera tumörhärledda exosomer (TDE), potentiella biomarkörer för cancerdiagnos. Detta banbrytande system kan avsevärt förbättra tidig upptäckt och behandling av cancer.
I metodiken för det mikrofluidiska magnetiska detektionssystemet (μFMS), DNA-tetraedriska strukturerade prober (TSP) och Fe3 O4 magnetiska nanopartiklar (MNP) modifierade med CD63-aptamerer skapar synergistiskt magnetiska nano-reportersonder (MNR). Dessa MNR:er är skickligt integrerade i ett mikrofluidiskt chip, som har serpentinmikrokanaler och en induktionsspolebaserad magnetisk detektor, vilket möjliggör snabb och mycket känslig detektering av tumörhärledda exosomer (TDE).
Den noggranna förberedelseprocessen involverade syntetisering av specifika DNA-sekvenser för att bilda TSP och MNR. De mikrofluidiska chipsen, tillverkade av polydimetylsiloxan (PDMS) och aldehyd-modifierade glasskivor, är designade för att immobilisera TSPs effektivt. Extraktion av TDE från U251-cellinjer uppnåddes genom ultracentrifugering, följt av detaljerad karakterisering med användning av transmissionselektronmikroskopi (TEM) och dynamisk ljusspridning (DLS).
Signifikanta resultat från denna forskning inkluderar μFMS:s anmärkningsvärda detektionsförmåga, som uppvisar ett dynamiskt område på 1,98 × 10³ till 1,98 × 10⁷ partiklar/ml och en detektionsgräns på 1,98 × 10³ partiklar/ml i fosfatbuffrad (PBS) effektivt salthaltig buffrad. i simulerade serumprover. Mikrofluidchipets innovativa serpentindesign förbättrar avsevärt effektiviteten av TDE-infångning, medan införlivandet av DNA-TSP på chipets yta förstärker specificiteten för TDE-detektion.
μFMS representerar ett stort steg framåt i TDE-analys. Dess höga känslighet och specificitet, tillsammans med dess potential för enkel integrering i kliniska miljöer, banar väg för dess användning vid tidig cancerdiagnostik och övervakning. Framgången för detta system i simulerade kliniska serumprover förstärker dess potential i verkliga tillämpningar. Framtida forskning och utveckling kommer att fokusera på att förfina denna teknik för utbredd klinisk användning, vilket potentiellt kommer att förändra cancerdiagnostik och -terapi.
Mer information: Qiuling Qian et al, Microfluidic magnetic detection system kombinerat med en DNA-ramverksmedierad immun-sandwich-analys för snabb och känslig detektering av tumörhärledda exosomer, Microsystems &Nanoengineering (2023). DOI:10.1038/s41378-023-00617-w
Journalinformation: Mikrosystem och nanoteknik
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
