Et mikrofluidisk magnetisk detektionssystem til tumorafledt exosomanalyse

I en undersøgelse offentliggjort den 7. november 2023 i tidsskriftet Microsystems &Nanoengineering , forskere fra Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences og Shanghai Tech University, har udviklet et innovativt mikrofluidisk magnetisk detektionssystem (μFMS) til analyse af tumorafledte exosomer (TDE'er), potentielle biomarkører til kræftdiagnose. Dette banebrydende system kunne i høj grad forbedre den tidlige opdagelse og behandling af kræft.

I metodologien for det mikrofluidiske magnetiske detektionssystem (μFMS), DNA tetraedriske strukturerede prober (TSP'er) og Fe₃ O₄ magnetiske nanopartikler (MNP'er) modificeret med CD63 aptamerer skaber synergistisk magnetiske nano-reporter-prober (MNR'er). Disse MNR'er er dygtigt integreret i en mikrofluidisk chip, som har serpentine mikrokanaler og en induktionsspole-baseret magnetisk detektor, hvilket muliggør hurtig og meget følsom påvisning af tumor-afledte exosomer (TDE'er).

Den omhyggelige forberedelsesproces involverede syntetisering af specifikke DNA-sekvenser for at danne TSP'erne og MNR'erne. De mikrofluidiske chips, fremstillet af polydimethylsiloxan (PDMS) og aldehyd-modificerede glas, er designet til at immobilisere TSP'er effektivt. Ekstraktion af TDE'er fra U251-cellelinjer blev opnået gennem ultracentrifugering, efterfulgt af detaljeret karakterisering ved hjælp af transmissionselektronmikroskopi (TEM) og dynamisk lysspredning (DLS).

Væsentlige resultater fra denne forskning omfatter μFMS's bemærkelsesværdige detektionsegenskaber, der udviser et dynamisk område på 1,98 × 10³ til 1,98 × 10⁷ partikler/mL og en detektionsgrænse på 1,98 × 10³ partikler/mL i phosphat-opretholdt (PBS) effektivt saltbuffer. i simulerede serumprøver. Mikrofluidchippens innovative serpentindesign øger effektiviteten af ​​TDE-fangst væsentligt, mens inkorporeringen af ​​DNA-TSP'er på chippens overflade øger specificiteten af ​​TDE-detektion.

μFMS repræsenterer et stort spring fremad i TDE-analyse. Dens høje sensitivitet og specificitet, kombineret med dens potentiale for nem integration i kliniske omgivelser, baner vejen for dens brug i tidlig kræftdiagnose og overvågning. Succesen med dette system i simulerede kliniske serumprøver forstærker dets potentiale i virkelige applikationer. Fremtidig forskning og udvikling vil fokusere på at forfine denne teknologi til udbredt klinisk brug, hvilket potentielt vil transformere kræftdiagnostik og -terapi.

Flere oplysninger: Qiuling Qian et al., Mikrofluidisk magnetisk detektionssystem kombineret med en DNA-ramme-medieret immun-sandwich-assay til hurtig og følsom påvisning af tumor-afledte exosomer, Microsystems &Nanoengineering (2023). DOI:10.1038/s41378-023-00617-w

Journaloplysninger: Mikrosystemer og nanoteknik

Leveret af Chinese Academy of Sciences