6 октября 2021 года Обзор Бетан Дэвис

Внеклеточные везикулы (EV) – это биочастицы нано- и субмикронного размера, образованные большинством клеток человеческого тела. Они содержат биологические данные, такие как рибонуклеиновая кислота и белки, которые могут транспортироваться в местные и удаленные клетки, поскольку они протекают через большинство жидкостей организма, таких как моча и кровь.

Два основных подтипа ЭВ – экзосомы и микровезикулы – несут различные типы биомолекул из своих родительских клеток из-за их разнообразного биогенеза и происхождения секреции в клетке.

Благодаря своему составу и стабильности экзосомы являются бесценными маркерами и носителями для диагностики заболеваний, а также для транспортировки лекарств по всему телу. Но эти экзосомы чрезвычайно малы – размером менее 200 нм, или одной десятой размера частицы пыли PM2,5, что затрудняет реализацию эффективной очистки и высокой производительности.

Точная и масштабируемая методика сортировки для электромобилей нано- и субмикронных размеров будет полезна в различных областях, таких как минимально инвазивная диагностика рака, фундаментальные биологические исследования и доставка лекарств на основе экзосом.

Междисциплинарная исследовательская группа во главе с доцентом Йе Ай из Сингапурского университета технологии и дизайна (SUTD) вместе с доцентом Дэвидом Коллинзом из Мельбурнского университета создала инновационную гибридную технологию акустофореза и диэлектрофореза (DEP) для успешная сортировка и разделение субмикронных биочастиц и электромобилей.

Микрожидкостное сортировочное устройство использовало наклонный датчик поверхностных акустических волн, расположенный непосредственно внутри микрожидкостного канала, для мгновенной передачи акустической энергии и электрических полей в соседние жидкостные области. Это было сделано для того, чтобы обойти потери на затухание и создать многочисленные положения узлов давления для бокового смещения частиц.

Частицы в этой системе перемещались к узловым положениям между электродами из-за сил акустического излучения, в то время как отрицательное силовое поле DEP одновременно направляло их от электродов, где также находились узлы давления.

Комбинация акустических / DEP-сил не только уменьшила критический диаметр разделенных частиц до диапазона размеров экзосом, но также сделала разделение достижимым при более низких полях давления и мощностях по сравнению с приложением этих сил по отдельности.

Используя это отчетливо комбинированное акустическое или силовое поле DEP и настраивая электрические характеристики суспендирующего раствора, исследователи смогли продемонстрировать очень эффективное разделение экзосом ( 300 нм) с чистотой более 95% и извлечением 81%. .

Это исследование означает новый и полезный подход к манипуляциям с субмикронными биочастицами с возможным применением в биомедицинских исследованиях, а также в клинических применениях.

Сортировка подтипов электромобилей привлекает все большее внимание из-за ее широкого применения в различных областях биологии, диагностики и медицины. Эта работа демонстрирует новые возможности точной сортировки субмикронных ЭМ без меток, предлагая возможность изолировать интактные, неагрегированные экзосомы воспроизводимого диапазона размеров в различных приложениях на основе экзосом.

Доцент Йе Ай, главный научный сотрудник Сингапурского университета технологии и дизайна

Исследование было опубликовано в Nano Letters многопрофильном журнале высшего уровня, охватывающем широкий круг тем в экспериментальных и теоретических областях нано- и микромасштабов.

Другими участниками этого исследовательского проекта являются аспиранты и докторанты SUTD, в том числе Мануш Тайеби и Дахоу Янг. Это исследование было поддержано Министерством образования Сингапура в рамках гранта Фонда академических исследований уровня 2 (MOE-T2EP30120-0017).

Ссылка на журнал:

Тайеби М., и др. . (2021) Детерминированная сортировка субмикронных частиц и внеклеточных пузырьков с использованием комбинированного электрического и акустического поля. Нано-буквы. doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c01827.

Источник: https://www.sutd.edu.sg/[19459007visible