用于肿瘤源性外泌体分析的微流控磁检测系统

在2023年11月7日发表在《微系统与纳米工程》杂志上的一项研究中，中国科学院上海微系统与信息技术研究所和上海科技大学的研究人员开发了一种用于分析肿瘤的创新微流控磁检测系统(μFMS)衍生的外泌体(TDE)，癌症诊断的潜在生物标志物。这一突破性的系统可以极大地增强癌症的早期检测和治疗。

在微流控磁性检测系统(μFMS)的方法中，DNA四面体结构探针(TSP)和CD63适配体修饰的Fe3O4磁性纳米粒子(MNP)协同创建磁性纳米报告探针(MNR)。这些MNR被巧妙地集成到微流控芯片中，该芯片具有蛇形微通道和基于感应线圈的磁性检测器，从而能够快速、高灵敏度地检测肿瘤源性外泌体(TDE)。

细致的制备过程涉及合成特定的DNA序列以形成TSP和MNR。该微流控芯片由聚二甲基硅氧烷(PDMS)和醛改性载玻片制成，旨在有效固定TSP。通过超速离心从U251细胞系中提取TDE，然后使用透射电子显微镜(TEM)和动态光散射(DLS)进行详细表征。

这项研究的重要发现包括μFMS卓越的检测能力，在磷酸盐缓冲盐水(PBS)中表现出1.98×103至1.98×10⁷颗粒/mL的动态范围和1.98×103颗粒/mL的检测限，即使在在模拟血清样本中。微流控芯片的创新蛇形设计大大提高了TDE捕获的效率，而芯片表面上DNATSP的结合增强了TDE检测的特异性。

µFMS代表了TDE分析的重大飞跃。其高灵敏度和特异性，加上其易于融入临床环境的潜力，为其在早期癌症诊断和监测中的应用铺平了道路。该系统在模拟临床血清样本中的成功增强了其在实际应用中的潜力。未来的研究和开发将集中于完善这项技术以使其广泛应用于临床，从而有可能改变癌症的诊断和治疗。