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微流体芯片在用于癌症液体活检的胞外囊泡分离和分析中的应用

来源:本站原创 2019-08-09 22:41

2019年8月9日讯/生物谷BIOON/---胞外囊泡(extracellular vesicle, EV)正在成为癌症液体活检中有前景的生物标志物。从细胞培养基或生物液体中分离出高纯度和高质量的EV仍然是一项技术挑战。在过去十年中,人们已开发出基于微流体的EV操纵技术。迄今为止开发出的基于微流体的EV分离技术能够分为两类:表面生物标志物依赖性的方法和尺寸依赖性的方法。微流体技术允许在单个芯片上集成EV分离和分析。集成的EV分离和芯片上分析在癌症诊断和监测治疗反应方面显示出巨大的潜力。

在一篇新的综述性文章中,来自中国科学院大连化学物理研究所和大连医科大学的研究人员讨论了用于EV分离和分析的微流体芯片的开发。他们还详细介绍了这些微流体芯片在各种癌症的液体活检中的临床应用。相关综述性文章于2019年6月11日发表在Micromachines期刊上,文章标题为“Application of microfluidic chips in separation and analysis of extracellular vesicles in liquid biopsy for cancer”。
图片来自Micromachines, 2019, doi:10.3390/mi10060390。

EV在癌症诊断、分子分类和监测治疗反应中的潜力引起了医学和生物工程领域的极大兴趣。基于微流体的EV分离和分析可减少样品体积和时间,并能够在单个芯片上实现高通量EV分析。人们能够同时分析大量样品或单个样品中的各种参数。微流体技术提供了一种快速且廉价的“从样品到结果”的解决方案,以便促进癌症液体活检中的即时检测医疗仪器(point-of-care instrument)的开发。

然而,用于EV分离的表面生物标志物依赖性微流体方法和尺寸依赖性微流体方法都具有局限性。尽管基于生物标志物的免疫亲和分离实现了高纯度和特异性,但是捕获抗体靶向结合的蛋白低表达或不表达的EV亚型将在分离期间丢失。尺寸依赖性分离可能导致EV被一些纳米颗粒污染,这些纳米颗粒具有与样品中的EV相似的尺寸,比如血浆中的高密度脂蛋白(HDL)。

未来的微流体技术需要从各种样品中实现高纯度和高产率的EV分离。EV中含有的脂质可能是理想的捕获靶点,这是因为它在所有EV中都是普遍存在的。此外,从样品装载到结果读取的自动化操作是微流体技术临床应用面临的另一个挑战。

基于微流体的EV操纵仍然是一个持续的研究课题。除了生物工程师对微流体平台进行改进之外,样品采集、储存和预处理的标准化程序以及在诊断各种癌症中待测的生物标志物的阳性和阴性判断标准仍需由临床医生和生物学家确定。来自不同领域的科学家之间的合作可能会加快医院中基于微流体的EV液体活检。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Jin Lu et al. Application of Microfluidic Chips in Separation and Analysis of Extracellular Vesicles in Liquid Biopsy for Cancer. Micromachines, 2019, doi:10.3390/mi10060390.
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