高分辨率納米單顆粒分析儀 Nanocoulter Ⅰ
一種全“芯”的細胞外囊泡檢測手段
胞外囊泡主要由微囊泡（Microvesicles, MVs）和外泌體（Exosomes, Exs）組成，微囊泡是細胞激活、損傷或凋亡后從細胞膜脫落的小囊泡，直徑約為100nm – 1000nm。外泌體（exosome）是一種由細胞釋放到細胞外基質的膜性小囊泡，直徑約為40-100nm（有說30-150nm，目前尚無定論），廣泛存在于細胞培養上清以及各種體液（血液、淋巴液、唾液、尿液、精液、乳汁）中，攜帶有細胞來源相關的多種蛋白質、脂類、DNA、mRNA、miRNA等，參與細胞間通訊、細胞遷移、血管新生和免疫調節等過程。在糖尿病、心血管疾病、艾滋病、慢性炎癥疾病以及癌癥中都發現細胞外囊泡水平的升高，它們很有可能成為這類疾病的診斷標志物。
相比外泌體研究遍地開花的火熱程度（僅國內6月份就有217篇相關論文），外泌體純化和提取方法可謂是差強人意。目前主流的方法有超速離心（UC）、密度梯度離心（DGC）、免疫捕獲、聚合物沉淀（Precip）、超濾（UF）、排阻色譜（SEC），以及微流控分析芯片等。往往一種提取方法無法得到足夠純度、濃度的外泌體，每種方法的適用樣品種類也不一樣。
圖1 細胞外囊泡的形成過程
國際細胞外囊泡學會（ISEV）在2014年提議，對于分離獲得的外泌體需要從三個層面進行鑒定：
（1）Western Blot（WB）鑒定外泌體表面標志物；
（2）透射電鏡（TEM）鑒定外泌體形態；
（3）粒徑分析鑒定外泌體大小。免疫印跡與電鏡觀察耗時長、操作復雜、價格昂貴，在實際研究中難以做到每個外泌體樣本都去做WB與TEM，所以急需一種快速簡便的粒徑分析方法，來作為外泌體鑒定的 “先鋒” 。
Nanocoulter Ⅰ “芯”方式助力外泌體提取純化研究
圖2 Nanocoulter Ⅰ外觀
Nanocoulter Ⅰ 單顆粒檢測，可液體活檢、一個樣本測試僅需5-10分鐘，測試樣本可回收等特性，恰好貼合該需求，目前已經廣泛應用于細胞外囊泡（外泌體）的提取鑒定工作中。
圖3 Nanocoulter Ⅰ原理圖
圖4 Nanocoulter Ⅰ核心技術
納米庫爾特原理，測試過程是將待測外泌體分散在電解液中，隨其通過特定孔徑的納米孔芯片，外泌體通過納米孔的一瞬間會占用相同體積電解液的位置，在孔內外兩電極間的電阻（恒電流設計的電路）會發生瞬時變化，產生電位脈沖。脈沖信號的強度和次數與通過納米孔的外泌體顆粒大小及數目成一定比例，直接將脈沖信號進行轉換，即可獲得檢測樣品中外泌體的粒徑和粒子數信息。
Nanocoulter Ⅰ采用新一代電學原理，
?單顆粒檢測，顆粒粒徑、濃度、zeta電位、形態多維度檢測
?不受樣本吸光度、折射率影響，與樣本光學性質無關
?與顆粒布朗運動無關，不受樣品黏度影響
?顆粒之間無干擾，對多分散樣本有很好的測試效果
?高分辨率，可精確看到樣本團聚、破裂、沉降等細微變化
選型表
Nanocoulter Ⅰ 性能參數：
隨著研究的深入，更多的分離提取外泌體的方法被開發出來，也有多種提取方法聯用的方式，看似百花齊放，實則良莠不齊，甚至都不盡如人意。Nanocoulter Ⅰ 逐個測量外泌體粒徑，得到外泌體的真實粒徑濃度分布，可快速判斷提取方法的優劣。
圖5 不同分離提取方法的外泌體粒徑測定
Nanocoulter Ⅰ的原理決定測得的數據為真實粒徑信息，無需經過反演算或者推導得出，并且配備多種尺寸的已知粒徑和濃度的標準顆粒（60-300nm，20nm一個梯度）來作為基線數據，實現測量數據的定量校準，確保粒徑、濃度數據的準確。無論是不同粒徑的混合樣本，還是有細微差異的同粒徑樣本，均能準確無誤的辨別出來。
圖6 不同廠家生產的標準微球的細微差異
圖7 外泌體樣本檢測信號脈沖圖
圖8 外泌體樣本測試報告
應用領域：
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脂質體、病毒與類病毒顆粒生產品質把控及標準制定（mRNA疫苗 細胞治療、基因治療）；
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細胞外囊泡、外泌體不同提取方法的篩選，外泌體的鑒定；
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藥物載體、蛋白質、疫苗、人造乳糜顆粒的粒徑、濃度測定，生產批間差控制；
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血細胞、血小板、細菌（油田等）、免疫檢測功能顆粒等微粒的計數；
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聚苯乙烯微球、磁珠顆粒等有機和無機顆粒品質把控；
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化妝品、半導體、工業涂料、染料與墨水化學、機械拋光、催化劑等工業生產材料性能研究。
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