$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
מחקר Exosome הוא תחום מתפתח של חקירה הבוחן microvesicles שומנים שנושאים 1 RNA, DNA 2, וחלבון 3 מטענים. חקירות קודמות של הביולוגיה exosome הובילו לזיהוי של exosomes בbiofluids כגון דם 4, 5 שתן, שד חלב 6, ורוק 7. מחקרים הוכיחו כי exosomes לשחק תפקיד במסלולים סלולריים שונים, מרחוק המדיטציה תקשורת בין מערכות הגוף שונות 8. בגלל התפקיד exosomes לשחק בתקשורת בין תאית, זה השערה הוא שהם עשויים לארוז מטרות biomolecule (חלבון, RNA, ו- DNA) מתואמות עם מצבי מחלה. במבחנה 3 ובעלי חי מודל 9 מחקרים מופיעים לאשש השערה זו. בחקירת תוכן exosomal לגילוי סמן ביולוגי, יש צורך לפתח מתודולוגיה לבידוד exosome סלקטיבית מbiofluids expulsi המושרה,על מטענים מexosomes, וכימות של מולקולות ביולוגיות exosome. במידה על עבודה זו, exosomes יוגדר כמבנה בעל קוטר של כ 70-100 ננומטר והוא בעל CD63 סמן משטח.
חוקרים בדרך כלל לטהר ראשון exosomes ידי ultracentrifugation 10 ולאחר מכן לעבד תוכן exosomal באמצעות השימוש בערכות מאגר תמוגה. שימוש בשיטות מאגר תמוגה דורשת פעמים דגירה נעות בין כמה דקות לכמה שעות. תהליך זה עשוי לגרום הניזק למטען exosome ולהוביל לטעום השפלה. לדוגמא, RNA exosome רוק שוחרר באמצעות מאגר תמוגה לסביבת חוץ-התאית המקיפה בעל זמן מחצית חיים של מתחת 1 דקות, מה שהופך את המדידה של RNA exosomal פוסט-תמוגה חיץ משימה קשה במיוחד ללא התוספת של חומרים כימיים ייצוב 11. ההשפעה מורכבת של הוספת חומרים כימיים שונים לתמוגה וייצוב עשויה להציג את הסוכנים שלסבך ולהפריע לanalysis של תוכן exosomal. גישה חלופית עשויה להיות מועילה למהירות פריקת תוכן exosomal ושמירה על המטען לאפיון בצורה בטוחה.
בעבודה זו, אנו מציעים את השימוש בשדה חשמלי לא אחיד לשחרורו של תוכן exosomal. חשמליים-שדות כבר ידועים לשאת את היכולת לקטב ולשבש את bilayer השומנים שיוצר קרום תא. העבודה הניסויית שלנו בוחנת שימוש בגלים מרובעים מחזוריים לא אחידים (CSW) לשיבוש מבנה microvesicle של exosomes ושחרור מטען בוצע. שיטה זו משתמשת במתחים בטווח מאה millivolt כמה, מה שאומר שרוב המולקולות ביולוגיות לא תופרענה. אנו מראים כי השימוש בגל מחזורי מרובע הוא מסוגל להניע שחרורו של תוכן mRNA exosome הרוק לסביבת fluidic שמסביב. גרסה זו של תוכן exosomal משולבת בצורה חלקה עם מערכת אלקטרודה שיכול לשמש כדי לכמת את רמות ביטוי הסמן הביולוגי 12,13. שיטה מוצעת זו מאפשרת ולניתוח מהירים, רגישים, מאגר תמוגה ללא תוכן exosome.

איור 1. סקירה כללית של EFIRM Workflow.. שיטת EFIRM מחולקת באופן כללי לשלושה שלבים עיקריים הנדרשים לטיהור וexosomes ניתוח.
שיטת תוכן exosomal שחרור וניתוח זה CSW מבוסס משמשת יחד עם microbeads המגנטי CD63 הספציפי לבידוד exosome. חרוזים CD63-זיקה אלה מאפשרים לבידוד סלקטיבי של exosomes מדגימות רוק (וbiofluids האחר). לאחר דגירה והפקת exosomes באמצעות חרוזים מגנטיים, החרוזים היגרו למערכת החיישנים אלקטרוכימיים לCSW תוכן שחרור וחלק ניתוח של הניסוי מבוסס. איור 1 נותן סקירה כללית של העבודהזרימה של שיטת EFIRM.