基于微流控芯片的外泌体分离检测及其在乳腺癌诊断和分型中的应用
分离外泌体的方法
分离外泌体的方法外泌体是由细胞分泌的微小囊泡，直径通常在 30 150 纳米之间，它们在细胞间的通讯、疾病的诊断和治疗等方面具有重要的意义。
因此，有效地分离外泌体成为了相关研究和应用的关键步骤。
以下将详细介绍几种常见的分离外泌体的方法。
超速离心法超速离心法是分离外泌体的经典方法之一。
其基本原理是利用不同颗粒在离心力场中的沉降速度差异来实现分离。
首先，将含有外泌体的样本，如细胞培养上清液或血浆，通过低速离心去除细胞和细胞碎片等较大的杂质。
然后，将上清液转移到超速离心机中，以极高的速度离心。
在离心过程中，外泌体逐渐沉淀到离心管底部，形成沉淀。
超速离心法的优点是能够获得相对纯净的外泌体，但它也存在一些局限性。
例如，该方法操作较为繁琐，需要较长的时间和专业的设备。
此外，高速离心可能会对外泌体的结构和功能造成一定的损伤。
密度梯度离心法密度梯度离心法是在超速离心的基础上，利用介质形成密度梯度，从而提高分离的纯度和效率。
通常使用蔗糖、碘克沙醇等物质来制备密度梯度介质。
将预处理后的样本小心地铺在密度梯度介质的上方，然后进行离心。
在离心过程中，外泌体根据其密度在梯度介质中形成不同的条带，从而实现分离。
与超速离心法相比，密度梯度离心法能够更好地去除杂质，获得更纯净的外泌体。
然而，该方法同样需要专业的设备和较为复杂的操作。
超滤法超滤法是基于膜过滤的原理来分离外泌体。
使用具有特定孔径的超滤膜，通常孔径在 100 纳米以下。
将样本通过超滤膜，由于外泌体的大小小于膜孔径，它们能够通过膜而其他较大的颗粒和杂质则被截留。
超滤法的优点是操作相对简单、快速，并且能够处理较大体积的样本。
但是，超滤膜可能会对外泌体产生一定的吸附作用，导致外泌体的损失。
免疫亲和捕获法免疫亲和捕获法是利用外泌体表面的特异性标志物，通过抗体与标志物的特异性结合来分离外泌体。
首先，将与外泌体标志物特异性结合的抗体固定在固相载体上，如磁珠。
然后，将样本与固相载体混合，使外泌体与抗体结合。
分选血浆中外泌体的微流控器件及其使用方法与设计方案
图片简介:本技术介绍了一种分选血浆中外泌体的微流控器件，包括上层的微流控芯片与下层的声表面波器件，声表面波器件包括叉指电极和压电材料，微流控芯片内设有第一分离单元和第二分离单元，第一分离单元设有对称蛇形螺旋通道，第二分离单元设有直流通道，叉指电极设在直流通道的附近。
本技术通过设计带有螺旋与蛇形对称流道复合结构和直通道结构，对血浆中的大尺寸细胞外囊泡逐级去除，提高了分选的精确性与获得率。
本技术还介绍了该微流控器件的使用方法，可以在保证芯片尺寸一定时，通过调控流血浆样本与PBS中的聚合物浓度以及声表面波器件参数，可较大限度的提高的分选过程中的通量，高效率的去除血浆中的细胞外囊泡，获取纯度高的外泌体样本。
技术要求1.一种分选血浆中外泌体的微流控器件，包括上层的微流控芯片(1)与下层的声表面波器件，所述声表面波器件包括叉指电极(2)和压电材料(3)，其特征在于，所述微流控芯片(1)内设有第一分离单元和第二分离单元，所述第一分离单元设有对称蛇形螺旋通道(16)，所述第二分离单元设有直流通道(113)，所述叉指电极(2)设在直流通道(113)的附近。
2.根据权利要求1所述的微流控器件，其特征在于，所述第一分离单元包括：第一鞘流入口(11)、第一鞘流通道(13)、血浆入口(12)、血浆通道(14)、直行通道(15)、对称蛇形螺旋通道(16)、第一外囊泡通道(17)、第一外囊泡出口(18)和剩余血浆流出通道(19)；所述第一分离单元的第一鞘流入口(11)、血浆入口(12)分别通过第一鞘流通道(13)和血浆通道(14)并在其出口端相连，且依次与直行通道(15)和对称蛇形螺旋通道(16)连接；所述对称蛇形螺旋通道(16)的出口端在鞘流一侧通过第一外囊泡通道(17)与第一外囊泡出口(18)连接，所述对称蛇形螺旋通道(16)的出口端在血浆样本一侧通过剩余血浆流出通道(19)与所述第二分离单元的剩余血浆流入通道(110)连接；所述第二分离单元包括：第二鞘流入口(111)、第二鞘流通道(112)、剩余血浆流入通道(110)、直流通道(113)、第二外囊泡通道(114)、第二外囊泡出口(115)、分泌体通道(116)和分泌体出口(117)；所述第二分离单元的第二鞘流入口(111)通过第二鞘流通道(112)与所述剩余血浆流入通道(110)在其出口端相连并与直流通道(113)连接，所述直流通道(113)的在血浆样本一侧靠近声表面波器件的叉指电极(2)，所述直流通道(113)的出口端在鞘流一侧通过第二外囊泡通道(114)与第二外囊泡出口(115)连接，所述直流通道(113)的出口端在血浆样本一侧通过分泌体通道(116)与分泌体出口(117)连接。
【CN110152747A】微流控芯片以及外泌体的分离方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910388269.4(22)申请日 2019.05.10(71)申请人 清华大学地址 100084 北京市海淀区清华园1号(72)发明人 陈军歌 邢婉丽 (74)专利代理机构 北京华进京联知识产权代理有限公司 11606代理人 王赛 哈达(51)Int.Cl.B01L 3/00(2006.01)C12N 5/078(2010.01)(54)发明名称微流控芯片以及外泌体的分离方法(57)摘要本发明公开了一种碟式的微流控芯片，包括芯片基体，所述芯片基体开设有旋转中心孔，所述芯片基体上设置集成反应单元；所述集成反应单元包括开设在所述芯片基体的同一表面的中央池、多个旁侧池以及连通所述中央池与所述旁侧池之间的通道；至少一个所述通道包括多个液体截留腔，所述液体截留腔将所述通道分隔为多段子通道，不同的所述通道包括不同数量的所述液体截留腔，通过对所述碟式的微流控芯片进行交替的高速离心和低速离心，能够使所述集成反应单元中的液体按照预定顺序在所述旁侧池和所述中央池之间流通。
本发明还公开了一种外泌体的分离方法。
权利要求书3页 说明书12页 附图3页CN 110152747 A 2019.08.23C N 110152747A权 利 要 求 书1/3页CN 110152747 A1.一种碟式的微流控芯片，其特征在于，包括芯片基体，所述芯片基体开设有旋转中心孔，所述芯片基体上设置集成反应单元；所述集成反应单元包括开设在所述芯片基体的同一表面的中央池、多个旁侧池以及连通所述中央池与所述旁侧池之间的通道；至少一个所述通道包括多个液体截留腔，所述液体截留腔将所述通道分隔为多段子通道，不同的所述通道包括不同数量的所述液体截留腔，通过对所述碟式的微流控芯片进行交替的高速离心和低速离心，能够使所述集成反应单元中的液体按照预定顺序在所述旁侧池和所述中央池之间流通。
微流控芯片在药物筛选中的应用
微流控芯片在药物筛选中的应用一、引言微流控芯片（microfluidics chip）是指在芯片上设计出微米级别的流道和通道，同时可控制微量物质流动的技术和产品。
由于其具有微小体积、高灵敏度、精准可控、高效率等特点，近年来在生物医学领域得到广泛关注和应用。
药物筛选是指从大量的小分子化合物中筛选出具有治疗效果或生物活性的物质，对于开发新药非常重要。
本文将介绍微流控芯片在药物筛选中的应用。
二、微流控芯片原理及优势1. 原理微流控芯片主要由加样区、反应区和检测区构成。
样品通过微量加样器加入芯片中的样品通道，然后经过微流体混合器混合均匀后进入反应区域进行化学反应或细胞培养等操作，最后进入检测区获得实验结果。
2. 优势（1）微小进行实验，节约耗材和试剂，缩短实验时间；（2）高灵敏度和高通量性，可以同时处理大量样品；（3）精准控制实验条件，消除外部干扰，提高实验结果的可重复性和可靠性；（4）节约试验成本，减少实验变异性。
三、微流控芯片在药物筛选中的应用1. 筛选药物分子微流控芯片可以用于药物分子的高通量筛选，大大提高了筛选效率和准确性。
药物分子可以在芯片上进行化学反应，气相色谱或质谱分析，以及有机合成等实验，如筛选抗菌药物、生物催化剂、化学反应条件等。
2. 筛选药物靶点微流控芯片不仅可以用来筛选药物分子，还可以用来筛选药物靶点。
通过芯片上的生物芯片，可以对生物大分子进行快速的高通量筛选，深入了解细胞功能，以及基因、蛋白质、细胞、代谢产物等生物大分子的相互作用和机理。
3. 筛选血液样品微流控芯片还可以用于筛选血液样品中的肿瘤标志物，以早期发现癌症并进行诊断和治疗。
例如，使用微流控芯片检测血液中的肿瘤DNA、RNA等指标，可以更准确地诊断癌症，避免人工诊断误差和红外线光谱分析等缺陷。
四、微流控芯片在药物筛选中的应用案例1. 抗菌药物筛选以上海微芯生物科技有限公司的芯片为例，该公司生产的Pe-Mix芯片可用于筛选抗菌药物。