Nature Nanotech：纳米级侧向位移微流控芯片可分离检测低至20纳米的外泌体

确定性侧向位移（Deterministic lateral displacement，DLD）柱形微流控芯片是一种有效的检测分析和分离富集微米级颗粒的技术，包括血液中的寄生虫、细菌、血细胞和循环肿瘤细胞等。然而，这种技术还没有应用到真正的纳米级，如能达到纳米级后就可用于分析生物胶体，比如外泌体。外泌体，“液体活检”中的一个重要靶标，是细胞分泌的一种纳米级膜泡，其包含很多组织细胞来源的核酸和蛋白质的信息。利用大小、表面标志物对外泌体进行分选是外泌体生物学研究的一个相当大的挑战。

近日，来自IBM、普林斯顿大学与西奈山伊坎医学院的科学家们合作利用可制造的硅工艺生产纳米级DLD（nano-DLD）芯片，产生均匀的间隙尺寸，其范围从25到235纳米。他们发现，在低Péclet (Pe)数情况下，扩散和确定性位移产生竞争时，nano-DLD芯片仍然可以灵敏地将20-110纳米的颗粒分开。此外，该研究证明了外泌体基于大小的位移，从而揭开了利用芯片分选和量化这些重要生物胶体的潜力。

这项发表在Nature Nanotechnology（IF=35.267）的研究价值在于，该技术可以分离纳米级的生物颗粒，这比以前的分离技术小了50倍。这个前所未有的捕获能力可以使得医生们更容易地来分析纳米级的生物颗粒，如DNA、病毒和外泌体。而这些微粒，正是疾病（比如癌症）病症初期就能显现的迹象，这样在症状出现之前发现病症，将会得到更好的治疗。

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图：该柱形芯片阵列的示意图

图：λ=400nm, G =25nm排序阵列下的扫描电子显微镜图像

参考文献：

Wunsch, B. H., et al. (2016). "Nanoscale lateral displacement arrays for the separation of exosomes and colloids down to 20 nm." Nat Nano advance online publication. IF=35.267