Внеклеточные везикулы (ВВ) представляют собой секретируемые клеткой липидные бислои биочастиц диаметром от 30 до 250 нм. Они являются многообещающим источником биомаркеров для жидкой биопсии для ранней диагностики рака и мониторинга развития опухоли в режиме реального времени. Однако анализу наноразмерных ВВ в образцах крови препятствует отсутствие эффективных, быстрых и стандартизированных методов выделения и очистки ВВ.

В исследовании, опубликованном в журнале Science Advances , группа Сунь Цзяшу из Национального центра нанонауки и технологий (NCNST) Китайской академии наук (CAS) и сотрудники Пятого медицинского центра Китайской больницы общего профиля НОАК разработали каскадные микрожидкостные схемы, включающие схема удаления клеток и схема изоляции EV для обеспечения пульсирующей фильтрации EV непосредственно из образцов цельной крови быстрым, высокоэффективным и высокочистым способом.

«Ключевая конструкция каскадных микрожидкостных цепей основана на электрогидравлической аналогии», — сказал Ли Чжэнлинь из NCNST, первый автор статьи.

Имитируя функцию электрических цепей, исследователи изготовили микрожидкостные схемы с эластомерной мембраной (жидкостный конденсатор), обратным клапаном (диод) и микроканалами (резисторы); таким образом, микрожидкостные контуры могут генерировать пульсирующие потоки при пульсирующем давлении, не требуя сложных систем управления.

Благодаря интеграции с поликарбонатным мембранным фильтром ( размер пор 600 нм, для выделения плазмы) и мембранным фильтром из анодного оксида алюминия (размер пор 20 нм, для очистки ЭВ) эти каскадные микрожидкостные схемы успешно изолировали и очищали ЭВ непосредственно из образцов крови . в течение 30 минут, что превосходит метод ультрацентрифугирования и метод тупиковой фильтрации.

Клинический потенциал изолированных ЭВ был дополнительно изучен с помощью одноэтапного термофоретического аптасенсора, усиленного полиэтиленгликолем. Путем определения уровней экспрессии молекул эпителиальной клеточной адгезии на ЭВ было достигнуто точное различие между пациентами с неметастатическим раком молочной железы и здоровыми донорами с общей точностью 91%.

«Каскадные микрожидкостные схемы демонстрируют эффективную и надежную изоляцию электромобилей без необходимости сложного внешнего оборудования и будут иметь заметное улучшение в области микрожидкостной мембранной фильтрации», — сказал Сунь Цзяшу из NCNST, один из авторов статьи.