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Highly Efficient Isolation and Sensitive Detection of Small Extracellular Vesicles Using a Paper-Based Device
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2022-06-24 , DOI: 10.1021/acs.analchem.2c01378 Lang Zhang 1 , Wen Yin 1 , Yanli Tong 2, 3 , Yanfei Zhang 1 , Yuzhi Xu 4 , Si-Yang Liu 2 , Zong Dai 2 , Xiaoyong Zou 1
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2022-06-24 , DOI: 10.1021/acs.analchem.2c01378 Lang Zhang 1 , Wen Yin 1 , Yanli Tong 2, 3 , Yanfei Zhang 1 , Yuzhi Xu 4 , Si-Yang Liu 2 , Zong Dai 2 , Xiaoyong Zou 1
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Small extracellular vesicles (sEVs) play important roles in mediating intercellular communication and regulating biological processes. Facile sEV isolation is the essential and preliminary issue for their function investigation and downstream biomedical applications, while the traditional methods are challenged by tedious procedures, low purity, low yield, and potential damage. In this work, we developed an sEV isolation paper-based device (sEV-IsoPD) based on a three-dimensional (3D) paper chip, which is composed of a porous membrane for size exclusion and a metal–organic framework (MOF)/antibody-modified paper for immunoaffinity capture. In combination with a peristaltic pump-driven flow system, the sEV-IsoPD can efficiently isolate EV from cell culture medium and serum. Compared with the ultracentrifugation method, sEV-IsoPD exhibited a 5.1 times higher yield (1.7 × 109 mL–1), 1.6 times higher purity (1.6 × 1011 mg–1), and 7.5 times higher recovery (77.3%) with only 8.3% of the time (30 min) and 1.0% of the instrument cost ($710). Moreover, sEV concentration can be visually detected in a quantitative manner with this paper-based device with a linear range from 3.0 × 106 to 3.0 × 1010 mL–1 and a detection limit of 2.2 × 106 mL–1. The sEV-IsoPD provides an efficient and practical approach for the rapid isolation and visible detection of sEVs, which are promising for the preparation of sEVs and diagnosis of disease.
中文翻译：
使用纸基设备对小细胞外囊泡进行高效分离和灵敏检测
小细胞外囊泡（sEVs）在介导细胞间通讯和调节生物过程中发挥着重要作用。简单的 sEV 分离是其功能研究和下游生物医学应用的基本和初步问题，而传统方法面临繁琐程序、低纯度、低产量和潜在损害的挑战。在这项工作中，我们开发了一种基于三维 (3D) 纸芯片的 sEV 隔离纸基器件 (sEV-IsoPD)，该器件由用于尺寸排阻的多孔膜和金属有机框架 (MOF)/用于免疫亲和捕获的抗体修饰纸。结合蠕动泵驱动的流动系统，sEV-IsoPD 可以有效地将 EV 从细胞培养基和血清中分离出来。与超速离心法相比，sEV-IsoPD 表现出 5。9 mL –1 )，纯度提高 1.6 倍 (1.6 × 10 11 mg –1 )，回收率提高 7.5 倍 (77.3%)，只需 8.3% 的时间（30 分钟）和 1.0% 的仪器成本（710 美元） . 此外，sEV 浓度可以用这种基于纸的装置以视觉方式定量检测，线性范围为 3.0 × 10 6至 3.0 × 10 10 mL –1，检测限为 2.2 × 10 6 mL –1。sEV-IsoPD为sEV的快速分离和可见检测提供了一种高效实用的方法，有望用于sEV的制备和疾病的诊断。
更新日期：2022-06-24
中文翻译：
使用纸基设备对小细胞外囊泡进行高效分离和灵敏检测
小细胞外囊泡（sEVs）在介导细胞间通讯和调节生物过程中发挥着重要作用。简单的 sEV 分离是其功能研究和下游生物医学应用的基本和初步问题，而传统方法面临繁琐程序、低纯度、低产量和潜在损害的挑战。在这项工作中，我们开发了一种基于三维 (3D) 纸芯片的 sEV 隔离纸基器件 (sEV-IsoPD)，该器件由用于尺寸排阻的多孔膜和金属有机框架 (MOF)/用于免疫亲和捕获的抗体修饰纸。结合蠕动泵驱动的流动系统，sEV-IsoPD 可以有效地将 EV 从细胞培养基和血清中分离出来。与超速离心法相比，sEV-IsoPD 表现出 5。9 mL –1 )，纯度提高 1.6 倍 (1.6 × 10 11 mg –1 )，回收率提高 7.5 倍 (77.3%)，只需 8.3% 的时间（30 分钟）和 1.0% 的仪器成本（710 美元） . 此外，sEV 浓度可以用这种基于纸的装置以视觉方式定量检测，线性范围为 3.0 × 10 6至 3.0 × 10 10 mL –1，检测限为 2.2 × 10 6 mL –1。sEV-IsoPD为sEV的快速分离和可见检测提供了一种高效实用的方法，有望用于sEV的制备和疾病的诊断。
京公网安备 11010802027423号