Labelvrije en biocompatibele magnetische scheiding op de chip maakt efficiënte extractie van exosomen mogelijk

Exosomen zijn lipide-dubbellaagse membraandeeltjes op nanoschaal (meestal

Vanwege de nanoschaalgrootte (30-200 nm) en de lage drijvende dichtheid van exosomen, is hun isolatie en zuivering uit complexe biologische vloeistoffen echter nog steeds een uitdaging.

Onlangs heeft een onderzoeksteam onder leiding van prof. Yang Hui van het Shenzhen Institute of Advanced Technology (SIAT), de Chinese Academie van Wetenschappen, een labelvrij en biocompatibel magnetisch scheidingssysteem op de chip ontwikkeld voor efficiënte extractie van exosomen uit celcultuursupernatant.

De studie is gepubliceerd in Lab op een chip.

In deze studie construeerden de onderzoekers een labelvrij magnetisch scheidingssysteem op de chip op basis van het principe van negatieve magnetoforese. De kerneenheid van het systeem is een magnetische module met een magnetisch veld met ultrahoge gradiënt, bestaande uit symmetrisch verdeelde permanente magneten, permeabele legeringen met hoge magnetische permeabiliteit en magnetische poolarrays op de chip.

Op basis van de magnetische module kan het systeem een ​​ultrahoge magnetische veldgradiënt genereren in microfluïdische kanalen voor monsterextractie. Zo kunnen biologische monsters met een extreem kleine omvang (in nanometers) worden verzameld en is de resolutie van de grootte om monsters van verschillende groottes te onderscheiden sterk verbeterd in vergelijking met bestaande technieken.

“Door de magnetische poolarrays op de chip te gebruiken, wordt de magnetische veldgradiënt in het microkanaal drastisch verhoogd. Daarom wordt de negatieve magnetoforetische scheiding op de chip met een grootteresolutie van nanometer gerealiseerd met behulp van een ferrovloeistof met een extreem lage concentratie”, zei Dr. Zeng Lin, eerste auteur van deze studie. “De levensvatbaarheid van de biomonsters is sterk verbeterd in de ferrovloeistof met een lage concentratie.”

Bovendien presenteerden de onderzoekers een biocompatibele ferrofluïde-oplossing, die kan voldoen aan de behoeften om exosomen te scheiden en tegelijkertijd hun bioactiviteit te behouden. Door dergelijke biocompatibele ferrovloeistof te gebruiken, bereikt het systeem de scheiding van exosomen met een hoge zuiverheid en een hoge terugwinningssnelheid.

“Het voorgestelde microfluïdische systeem biedt mogelijkheden voor exosoomonderzoek en exosoomgebaseerde ziektediagnose en -behandeling”, zei prof. Yang.