用于从全血样本中脉动过滤细胞外囊泡的微流控电路

细胞外囊泡(EV)是细胞分泌的脂质双层生物颗粒，直径为30至250nm。它们是用于早期癌症诊断和实时监测肿瘤发展的液体活检生物标志物的有前途的来源。然而，由于缺乏有效、快速和标准化的方法来分离和纯化EV，阻碍了对血液样本中纳米级EV的分析。

在ScienceAdvances发表的一项研究中，中国科学院国家纳米科学中心(NCNST)的孙嘉树团队和中国人民解放军总医院第五医学中心的合作者设计了级联微流体电路，包括细胞去除电路和EV分离电路，以快速、高产量和高纯度的方式直接从全血样本中脉冲过滤EV。

“级联微流控电路的关键设计基于电动液压类比，”该论文的第一作者、来自NCNST的李正林说。

通过模仿电路的功能，研究人员制造了带有弹性膜(流体电容器)、止回阀(二极管)和微通道(电阻器)的微流体电路;因此，微流体电路可以在脉动压力下产生脉动流，而不需要复杂的控制系统。

通过与聚碳酸酯膜过滤器(孔径为600nm，用于血浆提取)和阳极氧化铝膜过滤器(孔径为20nm，用于EV纯化)集成，这些级联微流体电路成功地直接从血液样本中分离和纯化了EV30分钟以内，优于超速离心法和死端过滤法。

单步聚乙二醇增强型热泳适体传感器进一步探索了分离EV的临床潜力。通过检测EVs上皮细胞粘附分子的表达水平，实现了非转移性乳腺癌患者与健康供体的精准鉴别，总体准确率达91%。

“级联微流控电路显示出高效和稳健的EV隔离，无需复杂的外部设备，并将在微流控膜过滤领域有明显的改进，”来自NCNST的孙嘉树说，他是该论文的通讯作者之一。