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瑞芯智造Nanocoulter Ⅰ 單顆粒檢測_媲美電鏡的精度_簡單檢測快
時間:2021-11-17 15:15   來源:搜狐   責(zé)任編輯:青青

  原標(biāo)題:【瑞芯智造】Nanocoulter Ⅰ 單顆粒檢測_媲美電鏡的精度_簡單檢測快

  Nanocoulter Ⅰ 納米庫爾特單顆粒分析儀——

  一種全“芯”的細(xì)胞外囊泡檢測手段

  細(xì)胞外囊泡(Extracellular Vesicles, EVs)是指從細(xì)胞膜上脫落或者由細(xì)胞分泌的雙層膜結(jié)構(gòu)的囊泡狀小體,直徑從40nm到1000nm不等。

  圖1 細(xì)胞外囊泡的形成過程

  胞外囊泡主要由微囊泡(Microvesicles, MVs)和外泌體(Exosomes, Exs)組成,微囊泡是細(xì)胞激活、損傷或凋亡后從細(xì)胞膜脫落的小囊泡,直徑約為100nm – 1000nm。外泌體(exosome)是一種由細(xì)胞釋放到細(xì)胞外基質(zhì)的膜性小囊泡,直徑約為40-100nm(有說30-150nm,目前尚無定論),廣泛存在于細(xì)胞培養(yǎng)上清以及各種體液(血液、淋巴液、唾液、尿液、精液、乳汁)中,攜帶有細(xì)胞來源相關(guān)的多種蛋白質(zhì)、脂類、DNA、mRNA、miRNA等,參與細(xì)胞間通訊、細(xì)胞遷移、血管新生和免疫調(diào)節(jié)等過程。在糖尿病、心血管疾病、艾滋病、慢性炎癥疾病以及癌癥中都發(fā)現(xiàn)細(xì)胞外囊泡水平的升高,它們很有可能成為這類疾病的診斷標(biāo)志物。

  相比外泌體研究遍地開花的火熱程度(僅國內(nèi)6月份就有217篇相關(guān)論文),外泌體純化和提取方法可謂是差強人意。目前主流的方法有超速離心(UC)、密度梯度離心(DGC)、免疫捕獲、聚合物沉淀(Precip)、超濾(UF)、排阻色譜(SEC),以及微流控分析芯片等。往往一種提取方法無法得到足夠純度、濃度的外泌體,每種方法的適用樣品種類也不一樣。

  國際細(xì)胞外囊泡學(xué)會(ISEV)在2014年提議,對于分離獲得的外泌體需要從三個層面進行鑒定:(1)Western Blot(WB)鑒定外泌體表面標(biāo)志物;(2)透射電鏡(TEM)鑒定外泌體形態(tài);(3)粒徑分析鑒定外泌體大小。免疫印跡與電鏡觀察耗時長、操作復(fù)雜、價格昂貴,在實際研究中難以做到每個外泌體樣本都去做WB與TEM,所以急需一種快速簡便的粒徑分析方法,來作為外泌體鑒定的“先鋒部隊”。

  Nanocoulter Ⅰ “芯”方式助力外泌體提取純化研究

  Nanocoulter Ⅰ 單顆粒檢測,可液體活檢、一個樣本測試僅需5-10分鐘,測試樣本零污染可回收等特性,恰好貼合該需求,目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于細(xì)胞外囊泡(外泌體)的提取鑒定工作中。

  圖2 Nanocoulter Ⅰ外觀

  Nanocoulter Ⅰ原理

  納米庫爾特原理,測試過程是將待測外泌體分散在電解液中,隨其通過特定孔徑的納米孔芯片,外泌體通過納米孔的一瞬間會占用相同體積電解液的位置,在孔內(nèi)外兩電極間的電阻(恒電流設(shè)計的電路)會發(fā)生瞬時變化,產(chǎn)生電位脈沖。脈沖信號的強度和次數(shù)與通過納米孔的外泌體顆粒大小及數(shù)目成一定比例,直接將脈沖信號進行轉(zhuǎn)換,即可獲得檢測樣品中外泌體的粒徑和粒子數(shù)信息。

  圖3 Nanocoulter Ⅰ原理圖

  圖4 Nanocoulter Ⅰ核心技術(shù)

  Nanocoulter Ⅰ性能參數(shù)

  檢測的粒度范圍:40nm-2μm

  尺寸測定精度:1nm

  濃度范圍:1E+06~1E+12個/mL

  樣本量:50μL

  重復(fù)性誤差:<10%

  粒徑準(zhǔn)確性誤差:<10%

  濃度準(zhǔn)確性誤差:<20%

  外泌體樣本快速檢測粒徑分布、濃度:

  隨著研究的深入,更多的分離提取外泌體的方法被開發(fā)出來,也有多種提取方法聯(lián)用的方式,看似百花齊放,實則良莠不齊,甚至都不盡如人意。Nanocoulter Ⅰ 逐個測量外泌體粒徑,得到外泌體的真實粒徑濃度分布,可快速判斷提取方法的優(yōu)劣。

  圖5 不同分離提取方法的外泌體粒徑測定

  Nanocoulter Ⅰ單顆粒檢測,得到所有顆粒的真實分布狀況,快、準(zhǔn)、狠地判別提取方法的優(yōu)劣性,大大節(jié)省了時間和人力成本。

  Nanocoulter Ⅰ “快”

  測量核心元器件芯片,采用激光刻蝕,納米孔一致性非常高,并且所有對標(biāo)信息均已裝入檢測卡中的二維碼中,因此儀器無需再次校準(zhǔn)、對標(biāo)等繁瑣測試前步驟,節(jié)省了大量寶貴的時間。一卡一碼,掃描二維碼,加入樣本,即可開始測試。并且樣本只存在于插入式檢測卡樣品槽中,檢測過程中不影響外泌體活性,寶貴的外泌體樣本測試完成后可回收做后續(xù)研究。

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  圖6 Nanocoulter Ⅰ檢測卡

  Nanocoulter Ⅰ“準(zhǔn)”

  Nanocoulter Ⅰ 的原理決定測得的數(shù)據(jù)為真實粒徑信息,無需經(jīng)過反演算或者推導(dǎo)得出,并且配備多種尺寸的已知粒徑和濃度的標(biāo)準(zhǔn)顆粒(60-300nm,20nm一個梯度)來作為基線數(shù)據(jù),實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的定量校準(zhǔn),確保粒徑、濃度數(shù)據(jù)的 準(zhǔn)確。無論是不同粒徑的混合樣本,還是有細(xì)微差異的同粒徑樣本,均能準(zhǔn)確無誤的辨別出來。

  圖7 不同廠家生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)微球的細(xì)微差異

  Nanocoulter Ⅰ“狠”

  Nanocoulter Ⅰ 在經(jīng)典庫爾特原理的基礎(chǔ)上,深耕微納加工技術(shù)十余年,具有原子級別(1納米以下)精度微加工能力, 分辨率可達1nm。納米孔每通過一個顆粒就產(chǎn)生一個電位脈沖,因此樣本中所有外泌體顆粒均能準(zhǔn)確測量,實現(xiàn)真正意義上的的單顆粒檢測。測試過程可直觀的看到外泌體樣本中外泌體顆粒的真實分布情況,測試完成即可立即輸出報告。

  圖8 外泌體樣本檢測信號脈沖圖

  圖9 外泌體樣本測試報告

  外泌體除開在疾病診斷、載藥等醫(yī)學(xué)方面的研究,目前在美容保健等領(lǐng)域也得到了不少的開發(fā)與利用,越來越多學(xué)者投入外泌體的研究,瑞芯智造(深圳)科技有限公司開發(fā)的 Nanocoulter Ⅰ納米粒度儀將始終是你研發(fā)路上的好伙伴。

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