Anal. Chem. | 电场辅助切向流过滤系统高效分离培养基中的小型胞外囊泡

推荐一篇发表在Anal. Chem.上的论文，题目为“Electric Field Assisted Tangential Flow Filtration Device for Highly Effective Isolation of Bioactive Small Extracellular Vesicles from Cell Culture Medium”，通讯作者是大连化物所的Huiming Yuan教授和张丽华教授。张丽华教授课题组主要专注于生物样品的高效分离及高灵敏检测等相关研究领域。

小型胞外囊泡（sEVs）由细胞分泌，直径约为30至200纳米。凭借其优异的生理稳定性、低免疫原性、良好的生物相容性以及穿越生物屏障的能力，sEVs在治疗和药物载体方面展现了广泛的应用前景。然而，如何高效地从生物液体中制备高纯度和高生物活性的sEVs仍然面临着技术挑战。

为解决这些瓶颈，本研究开发了一种电场辅助切向流过滤装置（E-TFF）。该装置结合了基于尺寸的过滤和电泳迁移分离技术，实现了小型细胞外囊泡（sEVs）的高纯度和高产量分离。具体而言，培养基首先被置于储液槽中，由蠕动泵驱动，使其流经第一个过滤室。在此过程中，sEVs被过滤膜截留，而大部分小于20纳米且带正电的杂质则在电场力作用下通过膜流入废液中。随后，流经第二个过滤室后，引入相反的电场，使带负电荷的蛋白质杂质通过膜进入废液，从而高效分离sEVs。

首先，作者将E-TFF技术与超速离心（UC）分离EVs的方法进行了比较。首先，E-TFF的分离时间大大缩短至1小时，仅为UC所需时间的四分之一。另外，E-TFF分离的sEVs有更高回收率和纯度。值得注意的是，E-TFF分离的sEVs没有明显的形态变形，这主要得益于温和的分离过程。

间充质干细胞分泌的外泌体sEVs因其在治疗神经退行性疾病中的潜力而受到广泛关注。因此，作者应用E-TFF技术分离间充质干细胞分泌的sEVs，并探讨其对Aβ暴露的HT22神经元细胞的保护作用。结果表明，E-TFF分离的sEVs能有效被HT22细胞内化，显著提升细胞活力，并减少线粒体膜电位下降，表现出良好的神经保护效果。这些结果表明，E-TFF技术能够高效分离具有生物活性的sEVs，并对AD细胞模型提供有效保护。

总体而言，E-TFF平台为sEVs的批量制备提供了一种具有前景且稳健的策略。这一技术显著提高了sEVs的纯度和产量，并大幅缩短了制备时间，为EVs相关的治疗应用奠定了坚实的基础。

本文作者：ZJ

责任编辑：WYQ

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.4c02807

文章引用：10.1021/acs.analchem.4c02807