本技术介绍了一种新型纳米纤维多孔材料及其制备技术,专门用于高效分离和提取外泌体。该技术通过精确控制不同纳米纤维悬浮液的平均直径,并按阶梯顺序涂覆,形成纳米纤维梯度膜。该梯度膜由两个纳米纤维层组成,通过优化纤维直径和排列,实现对外泌体的高效率分离。
背景技术
外泌体在细胞间起着重要的作用。外泌体是大多数细胞类型分泌的细胞外囊泡的一个特定亚类,通过运输包括蛋白质、mRNA、miRNA和DNA在内的多种内容,在细胞间通讯中发挥重要作用。这种物质与大多数人类恶性肿瘤的发病机制密切相关。因此,外泌体不仅有助于更好地理解细胞生理学和病理学,而且在转化为临床应用方面展现出很大的潜力,涉及从诊断、预后到核酸递送和癌症治疗等各个方面。因此,如何以一种简单、高效、经济的方法分离外泌体已成为科学研究和临床诊断的迫切需求。目前根据外泌体的密度、大小和性状等生物物理性质以及表面抗体和生物膜等生物化学性质已经开发出多种外泌体分离纯化技术,但标准化和规模化临床级外泌体的分离与纯化方法仍较缺乏,从而限制了其临床应用。
目前最常采用的超速离心法通过多步离心将不同大小和密度的细胞、细胞碎片和大尺寸微囊泡依次去除,获得的外泌体纯度高;但是处理时间长、产量低,导致外泌体易被破坏。采用PEG等聚合物对外泌体进行包覆沉淀,产量为超速离心法的8倍以上,但是杂质含量较高。尺寸排阻色谱法通过尺寸拦截的方式分离外泌体,存在超滤膜或凝胶等分离介质易粘附蛋白质、孔道易堵塞的问题。由于外泌体表面携带CD63、CD9、CD81等普适性跨膜蛋白,因此,借助抗体或适配体与外泌体的膜蛋白质间的特异性结合作用,能将外泌体与微囊泡加以区分,显著提高外泌体的分离纯度,不足之处在于特异性结合需要足够长的作用时间。由此可见,基于单一分离机制的方法均难以满足外泌体分离对高纯度、高产率、无损耗及快速的多重要求。将多种分离机制集成在同一平台已经成为解决上述问题的一种大胆而有效的尝试。
现有外泌体分离方法中,用于拦截和特异性吸附的多孔膜存在结构单一、比表面积低的问题。
有鉴于此,有必要设计一种用于外泌体分离提取的纳米纤维多孔材料及其制备方法,以解决上述问题。
实现思路