综述:用于肿瘤源性外泌体检测的微流控芯片研究进展

MEMS 2023-09-13 00:02

凭借高通量的样品处理效率和快速准确的分析速度,微流控器件在液体活检领域得到广泛研究。基于此,近期,山东大学蒋妍彦课题组在Advanced Materials Technologies期刊上发表了题为“Microfluidic Chips Fabrication and Integration for Tumor-Derived Exosomes Detection”的综述性论文,基于肿瘤源性外泌体的检测应用,分别介绍了通道微流控、液滴微流控、水凝胶微流控和纸基微流控器件的微通道制造工艺、材料及与微流控有良好兼容性且具有临床应用潜力的分析方法。

图1 基于微流控器件在外泌体检测中的应用进展

该综述首先回顾了目前的肿瘤源性外泌体生物标志物。外泌体携带母细胞指纹蛋白、调节肿瘤表达微环境的金属蛋白酶和调节受体细胞基因表达的microRNAs(miRNAs)等,并广泛分布于几乎所有体液中。研究表明,外泌体与肿瘤病理发展过程密切相关,并被认为是颇具潜力的生物标志物。研究认为肿瘤源性外泌体标志物主要包括蛋白质、核酸、脂质三类,该综述从生物发生和癌症诊断中的价值两方面分别对其展开介绍,并归纳其在检测应用中的特点。

在外泌体检测应用中,微流控器件通常设计为集微纳通道、反应室和分析模块为一体的集成装置。其中,上游微通道作为样品纯化富集的场所,具有微纳米尺度的复杂形状和较大的比表面积,因此其物理设计质量对器件分析性能有重要影响。鉴于此,该综述将微流控器件依据微通道物理设计分为通道微流控、液滴微流控、水凝胶微流控和纸基微流控四大类型,并分别概述在制造过程中采用的典型材料和制造工艺,以及各自在应用中的特点。

目前,通道微流控和液滴微流控凭借更成熟可控的流体操纵技术优势在该领域占主导地位。其中,通道微流控多采用无机材料结合光刻技术和3D打印技术,将微通道设计为具有特殊形状的凹槽通道,如图2所示。为更有效的利用微通道中流体层流特性进行非破坏性分选,有研究在凹槽内周期排列了具有不同形貌合尺寸的纳米柱,大大提高外泌体捕获效率。

图2 用于外泌体检测的通道微流控物理设计

图3 两种液滴微流控器件的几何结构

此外,分析策略是实现外泌体检测的重点,然而其在微流控平台的集成除了考虑检测的有效性外还需考虑与上游微通道的兼容性。该综述从微流控集成的兼容性出发,分别总结了与四种微流控平台适配的分析模块,填补了该领域的空白。在四种微流控器件中,通道微流控可集成的分析模块类型最为广泛,其与荧光和拉曼等化学编码分析策略集成的研究较多。近年来,研究人员提出将荧光检测与即时检测(POCT)策略相结合的光学定量技术,该技术支持在智能终端设备上直接读出检测信号,具有便携、高效的优势,有望用于临床诊断。

图4 利用拉曼微流控芯片进行外泌体检测

总体而言,微流控器件在外泌体检测领域的研究可关注以下几个方面:(1)建立外泌体评价标准体系。考虑到外泌体的异质性,明确具体生物标志物的类型、测定的浓度阈值以及分析数据的标准化过程是必要的。(2)提高微通道的加工精度。许多对单个外泌体的绝对定量分析方法需要结构合理的微通道的支持。因此,通过模拟流体运动状态设计微通道形状,开发高性能纳米材料(贵金属团簇、量子点和纳米酶)并将其与先进制造技术相结合以优化微通道设计,将有助于改善检测效果。(3)开发更精确的分析模块。利用微流控高通量样品处理的优势,设计多重分析策略将提高检测的准确性。如外泌体的多种标志物同时检测策略或外泌体-肿瘤细胞联合检测策略等。

论文链接:
https://doi.org/10.1002/admt.202300357

延伸阅读:
《即时诊断应用的生物传感器技术及市场-2022版》
《拉曼技术及市场-2023版》
《循环肿瘤细胞(CTC)分选和检测专利全景分析-2020版》
《癌症诊断初创公司调研-2020版》
《3D打印材料技术及市场-2022版》

MEMS 中国首家MEMS咨询服务平台——麦姆斯咨询(MEMS Consulting)
评论 (0)
  •   电磁兼容(EMC)故障诊断系统软件解析   北京华盛恒辉电磁兼容故障诊断系统软件是攻克电子设备电磁干扰难题的专业利器。在电子设备复杂度攀升、电磁兼容问题频发的背景下,该软件于研发、测试、生产全流程中占据关键地位。以下为其详细介绍:   应用案例   目前,已有多个电磁兼容故障诊断系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润电磁兼容故障诊断系统。这些成功案例为电磁兼容故障诊断系统的推广和应用提供了有力支持。   一、软件核心功能   干扰与敏感分析:深度剖析电磁干
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-22 14:53 111浏览
  •   电磁干扰抑制系统平台深度解析   一、系统概述   北京华盛恒辉电磁干扰抑制系统在电子技术快速发展、电磁环境愈发复杂的背景下,电磁干扰(EMI)严重影响电子设备性能、稳定性与安全性。电磁干扰抑制系统平台作为综合性解决方案,通过整合多元技术手段,实现对电磁干扰的高效抑制,确保电子设备稳定运行。   应用案例   目前,已有多个电磁干扰抑制系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润电磁干扰抑制系统。这些成功案例为电磁干扰抑制系统的推广和应用提供了有力支持。   二
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-22 15:27 129浏览
  • 在汽车行业的变革浪潮中,智界汽车的诞生备受瞩目。作为华为与奇瑞两大巨头携手合作的结晶,智界汽车自孕育之初便承载着众人的期待,被视为融合前沿科技与卓越制造的典范,有望在竞争激烈的新能源汽车市场中开辟出一片新天地。2024年,智界品牌首款车型智界S7正式上市,凭借华为的技术赋能,如先进的鸿蒙智能座舱、强大的HUAWEI ADS高阶智能驾驶辅助系统,以及奇瑞多年积累的深厚造车底蕴,在上市前赚足了眼球。智界S7的亮相,犹如一颗投入平静湖面的石子,激起了层层涟漪,消费者对其充满了好奇与期待,行业内也纷纷将
    用户1742991715177 2025-04-21 20:28 105浏览
  •   北京华盛恒辉机场保障能力评估系统软件深度解析   在航空运输业快速发展的背景下,机场保障任务愈发复杂,传统人工评估方式已无法满足高效精准的管理需求。机场保障能力评估系统软件作为提升机场运行效率、保障飞行安全的关键工具,其重要性日益凸显。   应用案例   目前,已有多个机场保障能力评估系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润机场保障能力评估系统。这些成功案例为机场保障能力评估系统的推广和应用提供了有力支持。   一、系统功能模块   数据采集与整合模块  
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-22 10:28 116浏览
  • 在消费金融的赛道上,马上消费曾是备受瞩目的明星企业。自2015年成立以来,它以年均 30% 的净利润增速一路狂奔,成为持牌消费金融公司的标杆,2023年更是斩获19.82亿元净利润,风光无限。然而,2024年却成了马上消费的一道分水岭。2024年上半年,其营收为77.38亿元,同比下降2.11%;净利润更是同比骤降20.66%,仅为10.68亿元,创下历史最大跌幅 。与此同时,不良贷款率攀升至2.5%,不良余额高达16.54亿元,核心资本充足率降至12.72%,融资
    用户1742991715177 2025-04-21 21:29 123浏览
  • 4 月 19 日,“增长无界・智领未来” 第十六届牛商大会暨电子商务十大牛商成果报告会在深圳凤凰大厦盛大举行。河南业之峰科技股份有限公司总经理段利强——誉峰变频器强哥凭借在变频器领域的卓越成就,荣膺第十六届电子商务十大牛商,携誉峰变频器品牌惊艳亮相,以十几年如一日的深耕与创新,书写着行业传奇。图 1:誉峰变频器强哥在牛商大会领奖现场,荣耀时刻定格牛商大会现场,誉峰变频器强哥接受了多家媒体的专访。面对镜头,他从容分享了自己在变频器行业二十年的奋斗历程与心路感悟。谈及全域营销战略的成功,誉峰变频器强
    电子与消费 2025-04-22 13:22 118浏览
  •   卫星通信效能评估系统平台全面解析   北京华盛恒辉卫星通信效能评估系统平台是衡量卫星通信系统性能、优化资源配置、保障通信服务质量的关键技术工具。随着卫星通信技术的快速发展,特别是低轨卫星星座、高通量卫星和软件定义卫星的广泛应用,效能评估系统平台的重要性日益凸显。以下从技术架构、评估指标、关键技术、应用场景及发展趋势五个维度进行全面解析。   应用案例   目前,已有多个卫星通信效能评估系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润卫星通信效能评估系统。这些成功案例为卫
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-22 16:34 101浏览
  • 近期,金融界消息称,江西万年芯微电子有限公司申请一项名为“基于预真空腔体注塑的芯片塑封方法及芯片”的专利。此项创新工艺的申请,标志着万年芯在高端芯片封装领域取得重要突破,为半导体产业链提升注入了新动能。专利摘要显示,本发明公开了一种基于预真空腔体注塑的芯片塑封方法,方法包括将待塑封的大尺寸芯片平铺于下模盒腔体内的基板并将大尺寸芯片的背向表面直接放置于基板上以进行基板吸附;将上模盒盖合于下模盒形成塑封腔,根据基板将塑封腔分为上型腔以及下型腔;将下型腔内壁与大尺寸芯片间的空隙进行树脂填充;通过设置于
    万年芯 2025-04-22 13:28 82浏览
  • 引言:老龄化社会的健康守护需求随着全球老龄化进程加速,老年人的健康管理与生活质量成为社会焦点。记忆衰退、用药混乱、日程遗漏等问题频发,催生了智能健康设备的市场需求。WTR096录音语音芯片,凭借其高度集成的录放音、计时时钟与计划管理功能,为老年人量身打造了一站式健康管理方案,重新定义智能语音时钟的价值。功能亮点:1. 用药安全守护:多维度提醒,拒绝遗忘多时段精准提醒:支持一天内设置多个用药时间(如早、中、晚),适配复杂用药需求。个性化语音定制:家属可录制专属提醒语音(如“上午9点,请服用降压药”
    广州唯创电子 2025-04-22 08:41 107浏览
  •   北京华盛恒辉基于GIS的电磁态势可视化系统软件是将地理空间信息与电磁态势数据相结合,通过图形化手段直观展示电磁环境态势的系统。这类软件在军事、通信、无线电管理等领域具有广泛应用,能够辅助用户进行电磁频谱分析、干扰监测、态势研判和决策支持。以下是关于此类系统的详细介绍:   应用案例   目前,已有多个电磁态势可视化系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润电磁态势可视化系统。这些成功案例为电磁态势可视化系统的推广和应用提供了有力支持。   一、系统功能   电磁
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-22 11:44 90浏览
  • 引言:工业安全与智能化需求的双重驱动在工业安全、环境保护及家庭安防领域,气体泄漏引发的安全事故始终是重大隐患。随着传感器技术、物联网及语音交互的快速发展,气体检测报警器正朝着智能化、低成本、高可靠的方向演进。WT588F02B-8S语音芯片,以“离在线语音更换+多协议通信”为核心优势,为气体检测报警器提供了一套高效、灵活的低成本语音解决方案,助力开发者快速响应市场需求。产品功能与市场需求1. 核心功能:从监测到预警的全流程覆盖实时气体监测:支持一氧化碳、臭氧、硫化氢等多种气体浓度检测,精度可达p
    广州唯创电子 2025-04-22 09:14 89浏览
  •   电磁兼容故障诊断系统平台深度解析   北京华盛恒辉电磁兼容(EMC)故障诊断系统平台是解决电子设备在复杂电磁环境下性能异常的核心工具。随着电子设备集成度提升与电磁环境复杂化,EMC 问题直接影响设备可靠性与安全性。以下从平台架构、核心功能、技术实现、应用场景及发展趋势展开全面剖析。   应用案例   目前,已有多个电磁兼容故障诊断系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润电磁兼容故障诊断系统。这些成功案例为电磁兼容故障诊断系统的推广和应用提供了有力支持。  
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-22 14:29 136浏览
  • 据国际精益六西格玛研究所(ILSSI)成员大卫·哈钦斯(David Hutchins)的回忆,在“六西格玛”名称出现前,摩托罗拉组建了约100个质量改进团队,接受朱兰博士制作的16盘录像带培训,名为《朱兰论质量改进》(Juran on Quality Improvement),为了推广这种严谨的分析方法(朱兰博士视频中的核心内容),摩托罗拉前首席执行官鲍勃·加尔文创造了“六西格玛”这一标签,用以表彰这种“最顶尖"的方法。大卫·哈钦斯(David Hutchins)是朱兰博士的好友,也为他的工作做
    优思学院 2025-04-22 12:03 102浏览
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦