细胞分泌一种称为外体的纳米囊，它将重要的信息从身体的一个部位传递到另一个部位。麻省理工学院和其他机构的科学家们已经设计出一种拦截这些信息的方法，这些信息可以用来诊断癌症或胎儿畸形等问题。
他们的新设备采用了微流体和声波的结合，将这些外体从血液中分离出来。研究人员希望将这项技术整合到一种便携式设备中，可以分析患者的血液样本进行快速诊断，而无需考虑目前常用的繁琐和费时的超验方法。
这些外体通常含有特定的分子，这些分子是某些异常的特征。如果你把它们与血,你可以做生物分析,看看他们透露,“明刀说,首席研究科学家在麻省理工学院材料科学与工程系和该研究的资深作者,发表在《美国国家科学院学报》9月18日的一周。
该论文的高级作者还包括Subra Suresh，新加坡南洋理工大学的指定人，麻省理工学院的万尼瓦尔布什教授，以及麻省理工学院的前院长;杜克大学机械工程与材料科学教授黄俊华;Yoel Sadovsky，马格妇女研究所的主任。该论文的主要作者是杜克大学的研究生Mengxi Wu。
2014年，同一组研究人员首次报道，当他们通过一个小通道时，他们可以将细胞暴露在声波中。这项技术为其他细胞分类技术提供了一种更温和的替代方法，这种技术需要给细胞添加化学物质，或者让它们暴露在更强的机械力上，从而破坏它们。
从那时起，研究人员已经证明，这种技术可以用来分离血液样本中罕见的、循环的肿瘤细胞。在他们的新研究中，他们开始捕捉外体。这些囊泡通常直径约为30至150纳米，可以携带蛋白质、RNA或其他重要的细胞分子。
先前的研究表明，外物的含量可以作为癌症、神经退行性疾病和肾病等疾病的标志。然而，现有的隔离外体的方法需要高速离心，这需要将近24个小时才能完成，使用的是一种不能携带的大型机器。高离心力也会损伤小泡。
“声波声波要温和得多，”Dao说。“这些粒子在被分离的时候只经历了一秒或更少的力量，这是一个巨大的优势。”
研究人员最初的声细胞分选设备由一个微流体通道组成，该通道暴露于两个倾斜的声学传感器中。当这些传感器产生的声波相遇时，它们就形成了能产生一系列压力节点的声波。每当一个细胞或粒子流过通道，遇到一个节点时，压力就会引导细胞远离中心。细胞运动的距离取决于大小和其他特性，如压缩性，使不同大小的细胞在到达通道末端时能够分离。
为了分离出外体，研究人员用两个这样的装置制造了一个装置。在第一种情况下，声波被用来从血液样本中移除细胞和血小板。一旦细胞和血小板被移除，样本就进入另一个微流体单元，它利用更高频率的声波将外体与稍大的胞外小泡分离。
使用这个装置，需要不到25分钟的时间来处理100毫升的未经稀释的血液样本。
黄说:“这项新技术可以解决目前技术的缺点，比如长时间的周转时间、不一致性、低产量、污染和不确定的外置完整性。”“我们想要提取高质量的外体，就像按下按钮，在10分钟内得到想要的样品一样简单。”
Suresh说:“这项工作提供了一种新颖的方法，通过微流体和声学的独特组合，从人类流体样本中捕捉到外体，使用最先进的微加工技术。”“这种方法能够分离这些纳米囊泡，本质上不改变它们的生物学或物理特性，为开发新的评估人类健康的方法以及疾病的发生和发展提供了很有吸引力的可能性。”
一个清晰的签名
Taher Saif是伊利诺斯大学香槟分校的机械科学和工程学教授，他说，这种新方法的新方法“可能会带来疾病诊断和预后的新范式”。赛义夫没有参与这项研究，他说:“这篇论文提出了一种非侵入性的、无标签的、生物兼容的、芯片上的方法，能够以极高的精度将外体从血液中快速分离出来。”
研究小组现在计划利用这项技术来寻找能够揭示疾病状态的生物标记物。他们有来自美国国立卫生研究院的联合拨款来寻找与异常怀孕相关的标记，他们相信这项技术也可以用来帮助诊断其他的健康状况。
Sadovsky说:“新的声学流体技术有可能极大地改善外体和其他血液和其他体液的细胞外小泡的分离过程。”这将为研究“液体活组织检查”增加一个新的维度，并促进细胞外囊泡的临床使用，以告知难以获得的器官的生理和健康，比如在人类怀孕期间的胎盘。
这项研究是由美国国立卫生研究院和美国国家科学基金会资助的。
——文章发布于2017年9月18日
