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NanoCoulter avalia cinco métodos de separação de vesículas extracelulares: eficiência e pureza
Datas:2024-10-21Leia:0
Nos últimos anos, as vesículas extracelulares (EVs) têm recebido muita atenção por causa de seu importante papel na pesquisa biomédica, desempenhando um papel fundamental não apenas na comunicação intercelular, mas também mostrando um enorme potencial no diagnóstico precoce e tratamento da doença. No entanto, como separar essas vesículas de forma eficaz e de alta qualidade continua a ser um desafio. Em um estudo recente, os pesquisadores realizaram uma avaliação abrangente da qualidade e eficiência de cinco métodos comuns de separação de vesículas extracelulares usando o analisador de partículas NanoCoulter baseado na tecnologia de detecção de pulso de resistência (RPS).[1]É uma valiosa referência para os pesquisadores. O relatório já foi lido em detalhes pelo público, vejaAvaliação da qualidade e eficiência de cinco métodos de separação de vesículas extracelulares usando a indução de pulsos de resistência- É.
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O que são vesículas extracelulares



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EVs referem-se a vesículas de nanoescala liberadas das células e são amplamente encontrados em líquidos corporais como sangue, urina e saliva. Estas vesículas são ricas em proteínas funcionais, pequenas moléculas, ácidos nucleicos e outros metabólitos. Os EVs estão presentes em quase todos os tipos de células e líquidos corporais, incluindo plasma, urina, saliva e leite materno. A variedade e o conteúdo de proteínas, lípidos e miRNA transportados pelos EVs podem refletir diretamente o tipo de origem. A pesquisa sobre EVs ajuda a entender melhor a fisiologia e a patologia celulares, mostrando um enorme potencial clínico para o EV não apenas no diagnóstico de doenças, mas também como uma nova ferramenta para a entrega de medicamentos. Assim, os métodos de separação e caracterização de EVs de alta pureza que atendem às necessidades experimentais específicas tornam-se particularmente importantes.


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Comparação completa de cinco métodos de separação



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Neste estudo, os pesquisadores fizeram uma avaliação detalhada de cinco técnicas comuns de separação EV, incluindo:

1.Centrífuga convencional de supervelocidade diferencial (UC)A velocidade de rotação acima de 30.000 r/min é chamada de supercentrifugação. A separação de amostras de diferentes tamanhos com base em exceção de velocidade de centrífuga por meio de métodos que aumentam gradualmente a velocidade de centrífuga, pode separar eficazmente EVs de alta pureza, muitas vezes considerados o "padrão de ouro" para a extração de nanopartículas.

2.Ultrafiltração (UF)Separação rápida e seletiva de amostras através da filtração da estrutura microporosa da membrana semipermeável, adequada para produção em massa.
3.Afinidade de membrana exoEasyA membrana (membrana de afinidade) modificada com base de afinidade é usada para separar o meio e é fácil de operar.
4.qEV Método de estratificação de colunasBaseado em cromatografia de bloqueio dimensional, a separação é feita de acordo com o tamanho molecular do componente a ser testado, adequado para EVs de tamanho uniforme de separação.
5.Metodo de precipitação de polímeros ExoQuick: O uso de polímeros poliméricos (como PEG) para alterar a solubilidade e dispersão de EVs para torná-los sintetizados em solução e, em seguida, para torná-los precipitados por meio de centrifugação. O método de separação é curto, fácil de operar e relativamente suave para EV.

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Resultados TEM de cinco métodos de separação


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Tecnologia RPS


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A tecnologia de indução de pulso de resistência (RPS) é uma tecnologia emergente de caracterização de nanopartículas individuais e atualmente baseada em eletricidade.Caracterização das partículasMétodos. Avaliar o tamanho e a concentração de vesículas extracelulares e o potencial zeta medindo as mudanças de corrente através de nanoporos minúsculos. Esta abordagem tem as vantagens de precisão, rapidez, facilidade e alta sensibilidade, tornando-a uma ferramenta ideal para avaliar a qualidade do método de separação de vesículas.

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Comparação de dados de tamanho de partículas de cinco métodos de separação


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Comparação de dados de concentração de cinco métodos de separação


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Comparação de dados de potencial zeta de cinco métodos de separação


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SeparaçãoO Segredo Por Trás: Eficiência e Pureza


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Através da tecnologia RPS, os pesquisadores analisaram detalhadamente a distribuição de tamanho de partículas, a concentração de partículas e a pureza dos métodos de separação. Os resultados mostraram que, embora altas concentrações de partículas fossem obtidas usando o método de ultrafiltragem, a estratificação de coluna qEV e o método ExoQuick, a centrifugação diferencial tradicional teve o melhor desempenho em pureza.

Distribuição do tamanho das partículasUC, UF, exoEasy e qEV separam partículas EV de tamanho consistente, em torno de 71 nm, enquanto que a ExoQuick separa partículas EV de tamanho ligeiramente maior, em média de 77 nm.

Concentração de partículasUltrafiltração (UC) mostra a maior concentração de partículas, atingindo 2,10 x 1012/mL, A concentração de partículas do método UC é relativamente baixa, 7,33 x 10.10em / ml.

PurezaO método UC possui a pureza EV mais elevada, com o número de partículas contidas por miligrama de proteína atingindo 7,88 x 1011- É.


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Comparação de dados de pureza EV de cinco métodos de separação


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Como escolher o método de separação adequado?


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Cada método de separação tem suaVantagens. De acordo com os resultados do estudo, a centrifugação de supervelocidade, embora operacional complexa e longa, continua a ser a primeira escolha quando os experimentos exigem EVs de maior pureza; No entanto, para cenários de aplicação que buscam alta eficiência e produção em massa, o método de ultrafiltragem e a qEV column stratification fornecem velocidades de separação mais rápidas e concentrações de partículas mais elevadas.

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Esquema do funcionamento da plataforma de análise de partículas NanoCoulter

Compreender as vantagens e desvantagens dos diferentes métodos de separação ajudará os pesquisadores a conduzir melhor pesquisas experimentais e desenvolvimento de aplicações relacionadas com vesículas extracelulares. Este artigo fornece uma avaliação abrangente de cinco métodos de separação de vesículas extracelulares usando a tecnologia RPS, com o desempenho preciso do NanoCoulter, fornecendo uma base científica para os pesquisadores escolherem a técnica de separação adequada.

A escolha do método de separação adequado deve considerar os requisitos específicos das necessidades experimentais, incluindo eficiência, pureza e facilidade de operação da separação. Selecionando o método adequado de caracterização de partículas,No estudo acima, o NanoCoulter para a caracterização de EV demonstra as seguintes vantagens:


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Vantagem 1: Detecção de partículas individuais, precisão sem interferência

A NanoCoulter, com sua tecnologia avançada de RPS em nanoescala, permite a captura e análise precisas de cada nanopartícula.Imagine que, em um biofluido complexo, cada pequeno EV que passa por um nanoporo não escape ao seu “exame médico completo”.Quebra o fenômeno de distorção do sinal de partículas grandes em métodos ópticos tradicionais para bloquear partículas pequenas.Especialmente para os EVs.Cada um dos dados das amostras de biofluidos, seja em tamanho, concentração ou potencial zeta, vem de medições diretas de partículas individuais para garantir que os resultados sejam verdadeiros e confiáveis.Essa precisão pode levar o estudo das vesículas celulares a um novo nível!


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Vantagem 2: Análise multiparâmetro de alta precisão


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O NanoCoulter é capaz de realizar uma análise abrangente do tamanho de partículas, distribuição de tamanho de partículas, concentração de partículas e potencial zeta de EVs.A análise precisa da distribuição do tamanho das partículas nos ajuda a entender a distribuição do tamanho real das amostras de EVs, onde as concentrações de partículas refletem a abundância e a massa de separação dos EVs, e o potencial zeta está intimamente relacionado com a estabilidade dos EVs e a direcionamento de transmissão de EVs engenhados.Esses dados nos fornecem informações abrangentes sobre EVs, fornecendo um apoio sólido de dados para pesquisas científicas e aplicações clínicas de nanofarmacêuticos.


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Vantagem 3: Adaptação a amostras complexas

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Ao contrário dos métodos ópticos tradicionais, que fazem uma análise holística das partículas em amostras, o NanoCoulter é excelente em amostras complexas e multidispersas.Capaz de caracterizar com precisão nanopartículas em baixos índices de refração, altas concentrações de íons ou líquidos de baixa fluidez, garantindo resultados confiáveis mesmo em líquidos biológicos complexos, é especialmente adequado para pesquisas no campo da biomedicina.

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Vantagem 4: Processo operacional rápido e fácil

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Os processos operacionais do NanoCoulter são simples e rápidos, sem a necessidade de pré-tratamento complicado de amostras, bem como de motores de aquecimento e etapas de calibração do equipamento.Cada chip nanoporoso é rigorosamente calibrado e verificado durante a produção, sem a necessidade de consumir produtos padrão no cliente.Isso permite que os pesquisadores obtenham resultados mais rapidamente e acelerem o ritmo das descobertas científicas.

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Vantagem 5: Aplicação ampla

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A área de aplicação do NanoCoulter vai muito além da pesquisa de EVs.Em várias áreas, como a biomedicina, a ciência dos materiais e o monitoramento ambiental, demonstra um enorme potencial e valor.Com sua alta precisão, alta estabilidade e ampla aplicação, o NanoCoulter está gradualmente se tornando o auxiliar competente que os pesquisadores precisam.


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Referências:
[1] Yang M, Guo J, Fang L, et al. Avaliação de qualidade e eficiência de cinco métodos de isolamento de vesículas extracelulares usando a estratégia de detecção de pulso resistiva. Métodos anales. 2024; 16(32):5536-5544. Publicado 2024 Ago 15. Doi: 10.1039 / d4ay01158a