Бесметочное и биосовместимое магнитное разделение на чипе позволяет эффективно выделять экзосомы

Экзосомы — это наноразмерные (обычно <200 нм) мембранные частицы с липидным бислоем, секретируемые различными типами клеток. Поскольку экзосомы имеют естественное происхождение и функционируют как инструменты межклеточной коммуникации, перенося и доставляя биомолекулы, они продемонстрировали большой потенциал в областях умной доставки лекарств и жидкой биопсии.

Однако из-за наноразмерности (30–200 нм) и низкой плавучей плотности экзосом их выделение и очистка из сложных биологических жидкостей остаются сложной задачей.

Недавно исследовательская группа под руководством профессора Ян Хуи из Шэньчжэньского института передовых технологий (SIAT) Китайской академии наук разработала бесметочную и биосовместимую систему магнитного разделения на чипе для эффективного выделения экзосом из культурального супернатанта клеток.

Исследование было опубликовано в журнале Lab on a Chip.

В этой работе исследователи создали бесметочную систему магнитного разделения на чипе, основанную на принципе отрицательной магнитофореза. Ключевой элемент системы — магнитный модуль со сверхвысоким градиентом магнитного поля, состоящий из симметрично расположенных постоянных магнитов, высокопроницаемых пермаллоевых сплавов и магнитных полюсных массивов на чипе.

На основе этого модуля система может генерировать сверхвысокий градиент магнитного поля в микрофлюидных каналах для выделения образцов. Это позволяет собирать биологические образцы чрезвычайно малого размера (нанометрового), а разрешение по размеру для различения образцов разного размера значительно улучшено по сравнению с существующими методами.

«Использование магнитных полюсных массивов на чипе резко увеличивает градиент магнитного поля в микрофлюидном канале. Таким образом, реализовано разделение методом отрицательной магнитофореза на чипе с нанометровым разрешением по размеру с использованием феррожидкости крайне низкой концентрации», — сказал доктор Цзэн Линь, первый автор исследования. «Жизнеспособность биологических образцов значительно повышается в феррожидкости низкой концентрации».

Кроме того, исследователи представили биосовместимый раствор феррожидкости, который позволяет одновременно разделять экзосомы и сохранять их биоактивность. Используя такую биосовместимую феррожидкость, система достигает выделения экзосом с высокой чистотой и высоким коэффициентом извлечения.

«Предложенная микрофлюидная система открывает возможности для исследований экзосом, а также для диагностики и лечения заболеваний на их основе», — сказал профессор Ян.