近日，中国科学院深圳先进技术研究院医工所杨慧研究员团队在细胞外泌体高效分离技术取得最新研究进展，成果以“Extraction of small extracellular vesicles by label-free and biocompatible on-chip magnetic separation”（利用无标记和生物相容的片上磁分离系统提取小细胞外囊泡）为题发表于芯片实验室、微流控领域顶级期刊Lab on a Chip（Lab Chip, 2022, DOI: 10.1039/d2lc00217e），并被遴选为封面文章进行亮点报道。深圳先进院助理研究员曾霖为论文第一作者，杨慧研究员为通讯作者。
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外泌体（小细胞外囊泡）作为天然的细胞间物质载体，通过生物分子的转移和传递来实现细胞间的通讯，在智能药物递送、液体活检等领域具有巨大应用潜力。从复杂生物样本中高效分离外泌体是保障后续相关诊断及治疗结果准确性、可重复性的前提和基础。然而，由于外泌体的纳米级尺寸（30-200nm）和低浮力密度，对其在复杂生物流体中的分离和纯化提出了重大挑战，目前缺乏高效统一的、可实现高纯度提取的外泌体分离技术。
为此，研究人员基于负磁泳原理构建了一个片上无标记磁分离系统，该系统在极大提升样本处理通量的同时，在微流控芯片内构建了超高梯度磁场模块，可以在微通道中产生接近100,000 T/m的超高磁场梯度。由于磁场梯度得到极大提高，该系统很好地解决了分离纳米生物物质所需的尺寸分辨率要求极高和磁性工作溶液生物相容性较低这一矛盾问题。通过使用极低浓度的磁流体即可实现外泌体的高纯度和高回收率分选，极大提高了工作溶液的生物相容性，保持了外泌体的长期生物活性。
无标记磁分选原理图
本研究基于杨慧团队前期在片上负磁泳系统构建（Nanoscale, 2021, 13(7): 4029-4037; Microsystems & Nanoengineering, 2022, 8(1): 1-13）以及片上外泌体分析处理（Small, 2021, 17(35): 2102150; iScience, 2022, 25, 104200）方面的工作基础，在极大提升了片上无标记磁分选技术的性能后，成功实现了其在纳米生物样品分选方面的应用。
本研究工作得到了国家自然科学基金、广东省重点领域研发计划、深圳市科技创新委员会等项目经费的资助。
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