הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

חקר היישום של חישה ביולוגית מבוססת פיזור רמאן משופר על פני שטח של sEVs בודדים באבחון מחלות ובטיפולים

405 צפיות

⸱

DOI:

10.3791/69258

⸱

13 במרץ 2026

 ,  ,  , 
1Department of Materials Science and Engineering, University of California Los Angeles, 2Cornea Division, Stein Eye Institute, University of California Los Angeles

* These authors contributed equally

במאמר זה

סיכום

כאן אנו מציגים פרוטוקול לניתוח וזיקולות חוץ-תאיות קטנות (sEVs) באמצעות ספקטרוסקופיית רמאן משופרת על פני שטח ללא תוויות (SERS), המאפשר אבחון מחלות זעיר-פולשניות והערכת sEVs ככלי אספקה טיפולית.

תקציר

פרוטוקול זה מתאר פלטפורמה מקיפה וללא תוויות המשלבת ספקטרוסקופיית רמאן משופרת על פני השטח (SERS) עם למידת מכונה (ML) לזיהוי ופרופיל מולקולרית של וזיקולות חוץ-תאיות קטנות (sEVs) ליישומים אבחנתיים וטיפוליים. השיטה מתחילה בבידוד sEV באמצעות כרומטוגרפיה של הוצאת גודל או אולטרה-צנטריפוגה. וזיקולות מבודדות מנותחות לאחר מכן על תת-מערך ננופירמידה דו-ממדי פלזמוני מהונדס, המסוגלים להיות רגישים לשפוחה יחידה. באמצעות טביעות אצבע ביוכימיות פנימיות של רמאן, הפרוטוקול מאפשר זיהוי ספציפי גבוה ללא תוויות חיצוניות. לאחר רכישת הספקטרל, הנתונים עוברים עיבוד מוקדם ומנותחים באמצעות אלגוריתמים מיומנים של למידת מכונה (כגון LDA, SVC) לסיווג מצבי מחלה, תוך הבחנה מוצלחת בין סרטן קיבה לבקרת בריאות באמצעות sEVs מרקמות, פלזמה ורוק, עם דיוק סיווג של 90.1%, 70.9% ו-60.7%. בנוסף, יישומו הטיפולי מתבטא בכימות עומס דוקסורוביצין ב-sEVs בודדים, מדידה שמוגברת באמצעות סובסטרטים מצופים גרפן כסטנדרט פנימי. גישה זו מאפשרת ניתוח בתפוקה גבוהה המתעדת הטרוגניות אוכלוסיית, החיונית לגילוי מוקדם של מחלות ולהבנת יעילות טעינת התרופות ברמת שלף יחיד.

מבוא

וזיקולות חוץ-תאיות קטנות (sEVs), בדרך כלל בקוטר של 30 עד 200 ננומטר, מופרשות באופן טבעי על ידי תאים לנוזלים ביולוגיים ונושאות חלבונים, ליפידים וחומצות גרעין המעידות על תא מוצאם 1,2,3. כביומרקרים לא פולשניים הנמצאים ברוק, שתן ונוזלי גוף אחרים4, הם מבטיחים לאבחון מוקדם של מחלה, פרוגנוזה ומעקב טיפולי, במיוחד באונקולוגיה 5,6,7. עם זאת, התרגום הקליני שלהם מוגבל בשל הטרוגניות גבוהה ושפע נמוך במטריצות ביולוגיות מורכבות8. כדי להתגבר על אתגרים אלו, פרוטוקול זה עושה שימוש בספקטרוסקופיית ראמן משופרת על פני השטח (SERS), שיטה אנליטית עוצמתית המסוגלת להגביר את פיזור הרמן עד פי 1010-10 ו-11 פעמים באמצעות תת-קרקעיות פלזמוניות 9,10,11. SERS לוכד ספקטרום "טביעת אצבע" מולקולרית פנימית של sEVs בודדים בתוך שניות, ומאפשר ניתוח חד-וזיקול רגיש במיוחד תוך הימנעות מזמני בדיקה ארוכים.

השיטה שלנו משלבת באופן סינרגטי SERS מבוססי תוויות ללא תוויות כדי להשיג אפיון מהיר ורגיש במיוחד של sEVsבודדים 12,13,14,15,16. SERS ללא תוויות לוכד חתימות ביוכימיות פנימיות, וכאשר משולב עם מודלים של למידת מכונה כמו LDA, SVC, הוכח שהוא מבחין ב-sEVs שמקורם בתאים בריאים לעומת חולים בעלי ספציפיות גבוהה13. כדי לשפר עוד יותר את השחזוריות והיכולת הכמותית של הפלטפורמה שלנו, השיטה שלנו תואמת לחלוטין למצעי רמאן המכוסים בגרפן16. גרפן חד-שכבתי מציע משטח אחיד כימית שמייצב נקודות חום פלזמונית ומגביר את ספיגת המולקולות17,18, וחשוב מכך, גרפן חד-שכבתי משמש כמד "מובנה" של אותות SERS12,19, המאפשר את יכולת הכימות של המולקולות שזוהו. למרות שקוטר קרן הלייזר של רמאן (~ 1 מיקרון) גדול יותר מה-sEV הטיפוסי, הפלטפורמה שלנו משיגה רזולוציית וזיקולה יחידה יעילה בזכות האינטראקציה הייחודית בין מנגנונים פיזיים וסטטיסטיים. תת-הננופירמידה הזהב-קוואזי-מחזורית מייצרת "נקודות חמות" פלזמוניות מקומיות מאוד בגדלים קטנים מ-100 ננומטר, שמגבירות אותות רמאן בצורה סופר-ליניארית12. כתוצאה מכך, האות מה-sEV, הקרוב ביותר באופן סטוכסטי לנקודה החמה החזקה ביותר בקרן, שולט בספקטרום. בנוסף, הדמיית SEM מאשרת ש-sEVs מרוחקים היטב (> 1 מיקרון), מה שממזער חפיפה ספקטרלית, בעוד שמפות עוצמת רמאן חושפות מיקום אותות התואם לגודל של ווסיקולותבודדות 13,14. יחד, תכונות אלו מבטיחות שכל ספקטרום שנאסף יתאם בעיקר ל-sEV יחיד, מה שמאפשר ניתוח סטטיסטי יציב וללא תווית. בהשוואה לגישות קונבנציונליות, כמו ווסטרן בלוט, ספקטרומטריית מסה או פיזור ראמן רגיל, שדורשות נפחי דגימות גדולים ואינן מספקות לפתור וזיקולות בודדות20, פלטפורמת SERS החד-וזיקולית שלנו מציעה רגישות, קצב העברה ורזולוציה מולקולרית עליונות. תהליך עבודה זה מתאים לחוקרים השואפים לפתח כלים אבחנתיים זעיר-פולשניים ברזולוציה גבוהה או לחקור הטרוגניות של sEV ויעילות טעינת תרופות במחקרים טיפוליים מותאמים אישית. בפרוטוקול זה אנו מראים כיצד פלטפורמת SERS שלנו משתמשת ב-sEVs בודדים כדי לאפשר זיהוי מחלות ויישומים טיפוליים, במיוחד בסרטן, כולל כל תהליך הבידוד של וזיקולות, הכנת מצע פלזמוני, רכישת ראמן וניתוח נתונים באמצעות למידת מכונה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

איסוף הדגימות האנושיות בוצע בהתאם להצהרת הלסינקי ואושר על ידי מועצת הביקורת המוסדית (IRB) של UCLA. כל התורמים נתנו הסכמה מדעת בכתב לפני השתתפותם במחקר.

הערה: בסך הכול 4 קווי תאים, AGS (CRL-1739), A549 (CCL-185), NCI-N87 (CRL-5822), Hs 738.St/Int (CRL-7869), כולם נרכשו מספק מסחרי, שימשו במחקר זה. קווי התאים הללו גודלו ועברו בקפדנות לפי הוראות הספק ותגובותיו. המדיה המעובדת נאספה ואוחסנה בטמפרטורה של -20 מעלות צלזיוס לפני העיבוד. במרכז הרפואי סמסונג בקוריאה, תורמים תרמו מרצון דגימות רקמה, פלזמה ורוק. רקמת סרטן הקיבה נאספה במהלך כריתה כירורגית, בעוד שביופסיות מביקורת לא-סרטנית נאספו באמצעות אנדוסקופיה. פלזמה נאספה בצינורות EDTA בהתאם לפרוטוקולים קליניים סטנדרטיים. כ-5 מ"ל רוק שלם לא מגורה נאספו מכל נבדק, ואז צונטריפוגה ב-2,600 × גרם למשך 15 דקות בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס. לשימור RNA חוץ-תאי, הסופרנטנט הושלים במעכב RNase SUPERase-In בעוצמה של 20 U/mL. כל הדגימות נשמרו בטמפרטורה של מינוס 80°C עד לעיבוד נוסף. ה-sEVs בודדו ממדיות מותנות ודגימות קליניות בהתאם לפרוטוקולים שנקבעו21.

1. בידוד ואפיון של sEV

  1. הכינו דגימות sEV
    1. הפשיר את הסופרנטנט של תרבית התאים שנוקה לחלוטין בטמפרטורת החדר.
    2. העבר את הסופרנטנט דרך מסנן מזרק סטרילי של 0.22 מיקרון להסרת פסולת ומזהמים גדולים יותר.
    3. איזון עמודת כרומטוגרפיה בגודל החרגה (SEC) של 35 ננומטר עם תמיסת PBS של 1×.
    4. מרח 500 מיקרו-ליטר מהדגימה המסוננת על העמודה.
    5. הזרם את הדגימה עם 1x PBS לפי הוראות היצרן.
    6. אספו את החלקים המועשרים ב-EV ואחסנו אותם בבקבוקים נקיים בטמפרטורה של −20°C.
  2. קביעת ריכוז וגודל החלקיקים
    1. דגימות sEVs מדוללות ב-DPBS סטרילי לריכוז חלקיקים סופי של 107-10 9 חלקיקים למ"ל.
    2. באמצעות מכשיר ניתוח מעקב ננו-חלקיקים, יש להקליט חמישה סרטוני 60 שניות לכל דגימה. השתמש ברמת מצלמה של 14 ובקצב זרימה קבוע של 25.
    3. נתחו את הסרטונים באמצעות תוכנת המכשיר, תוך יישום מקדם הדילול לקביעת ריכוז החלקיקים הסופי (חלקיקים למיליטר) והקוטר הממוצע (ננומטר).
  3. אפיין ביטוי טטראספנין
    1. שבבי טטראספנין אנושיים בסריקה מוקדמת (1 ס"מ × 1 ס"מ, מצופים מראש באנטי-CD9, אנטי-CD63 ואנטי-CD81) לקביעת אות בסיס.
    2. טעינו דגימות sEV מדוללות על השבבים בלוח אטום עם 24 בארות ודגרו אותו ללילה בטמפרטורת החדר.
    3. הוסף 35 מיקרוליטר נוגדני גילוי (אנטי-CD9 CF488, אנטי-CD63 CF647, אנטי-CD81 CF555) ודגר במשך שעה בטמפרטורת החדר.
    4. שטוף את השבבים לפי הפרוטוקול של היצרן.
    5. מדידת ביטוי של טטראספנין וזיקולרי באמצעות קורא אפיון ביומרקר ותוכנת סריקה נלווית לו.
  4. אשר את מורפולוגיית ה-sEV עם TEM
    1. קבע ~100 מיקרוליטר sEVs עם ~100 מיקרוליטר של 4% פרפורמלדהיד למשך 30 דקות.
    2. טעין כ-100 מיקרוליטר של מנועי חשמל חשמליים קבועים על רשתות נחושת של 300 רשתות ודחף ל-5 דקות.
    3. שטפו את הרשתות במים דה-יוניים.
    4. צבעו את הרשתות בתמיסה של 1% אורניל אצטט (~20 מיקרוליטר) במים מזוקקים.
    5. בצע שטיפה אחרונה עם מים ותן לרשתות להתייבש באוויר לחלוטין.
    6. צילם את הדגימות באמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני שידור (TEM) כדי לאשר את גודל ומורפולוגיית ה-sEV.

2. ייצור מצע פלזמוני של SERS 12,18,19

  1. יצירת שכבת מונו-ספירת ננו-ספרית
    1. לפזר כדורי פוליסטירן בקוטר 500 ננומטר על פני מים בתוך שקע לנגמייר-בלודג'ט.
    2. דחסו בעדינות את הכדורים ליצירת שכבה משושה צפופה.
    3. העבר את שכבת הכדור לווייפר Si בקוטר 4 אינץ' (עם ~50 ננומטר תרמי SiO2) על ידי טבילת הווייפר לתוך התעלה ומשיכתו כלפי מעלה באיטיות.
  2. מערך ננו-ספירה של חריטת
    1. הפחתת קוטר הכדור מ-500 ננומטר ל~250 ננומטר באמצעות מערכת חריטה ריאקטיבית ביונים עם פלזמת חמצן (זרימת גזO 2 ב-100 sccm, 50 שניות, 200 וואט). לפרטים נוספים על תהליך הייצור, אנא עיינו בפרסום מעבודתנו הקודמת 12,18,19.
    2. הפקדת שכבת Cr של 50 ננומטר מעל מערך הכדורים המוקטן באמצעות אידוי קרן אלקטרונים בקצב של 1.5 Å לשנייה.
    3. הרם את כדורי הפוליסטירן באמצעות אצטון כדי להשאיר מסכת Cr מחוררת על פני השטח של SiO2 .
    4. חרטו את שכבת SiO2 החשופה בפתחי ה-Cr באמצעות תערובת של 25 ס"מ ארקון, 25 ס"ק CHF3, עם הספק RIE של 200W למשך 2 דקות.
  3. ייצור פירמידות הפוכות
    1. טבלו את הווייפר ב-60% משקל KOH בטמפרטורה של 60 מעלות צלזיוס למשך 2 דקות כדי לחרוט בורות פירמידליים הפוכים בסיליקון.
    2. הסר את מסכת ה-Cr עם חריטת Cr למשך 5 דקות.
    3. הסר את שכבת ה-SiO2 בחריטה 6:1 של תחמוצת בופר עד שהתנקתה לגמרי.
    4. יש להפקיד סרט של 200 ננומטר אלקטרום באופן קונפורמלי מעל הפירמידות ההפוכות באמצעות אידוי קרן אלקטרונים.
  4. סיום מצע פלזמוני
    1. מרח אפוקסי מתקשה במהירות (~1 מ"ל) על מצע SiO2/Si נפרד. לחץ את הוופר המצופה בזהב על האפוקסי ליצירת מבנה סנדוויץ' עם שכבת הזהב במרכז.
    2. קילפו את האפוקסי מהתבנית הסיליקונית ליצירת מצע פלזמוני Au עומד חופשי לאחר שהאפוקסי התייבש לחלוטין.

3. העברת גרפן למצע פלזמוני

  1. הכנת סרט גרפן
    1. הכינו תמיסת FeCl3 בנפח 1 מטר (תמיסת מלאי של 1 מטר של כלוריד ברזל חסר מים הוכנה על ידי המסה של 81 גרם FeCl3 במים דה-יוניים ודילול לנפח סופי של 500 מ"ל) כדי לחרוט את מצע הנחושת מדף גרפן מונולייר מצופה PMMA.
    2. מניחים את גיליון הנחושת המצופה בגרפן הפוך כלפי מטה על פני תמיסת FeCl3 עד שהנחושת מתמוססת לחלוטין.
  2. שטוף סרט גרפן
    1. באמצעות מגלש זכוכית נקי, העבר בזהירות את סרט הגרפן הצף לאמבט מים דה-יונייז כדי לשטוף שאריות חריטות.
    2. חזור על שלב השטיפה הזה שלוש פעמים.
  3. העברת גרפן למצע
    1. הצף את מצע הפלזמוני של SERS מתחת לשכבת הגרפן באמבט המים הסופי של DI.
    2. הרימו בעדינות את המצע כדי לשקוע את הגרפן באופן אחיד על פני השטח שלו.
    3. ייבשו באוויר את המצע המצופה בגרפן בטמפרטורת החדר למשך שעה.
    4. העבר אותו לתא ואקום וייבש בלחץ מופחת בטמפרטורה של 180 מעלות צלזיוס למשך שעה.
  4. מנקה את המצע הסופי
    1. טבלו את המצע היבש באמבט אצטון בטמפרטורה של 50 מעלות צלזיוס למשך שעה כדי להמיס את ה-PMMA.
    2. שטוף את המצע שלוש פעמים באלכוהול איזופרופיל.
    3. ייבשו את תת-המצע הפלזמוני הנקי שהועבר בגרפן במייבש לפני השימוש.

4. הכנת דגימות SERS ורכישת ספקטרום

  1. הכינו דגימה על המצע
    1. פיפט של כ-5 מיקרוליטר מדגימת ה-sEV על תת-הפלט הפלזמוני המתאים.
      הערה: לכימות של sEVs טעונים בתרופות, יש להניח וזיקולות על מצע הזהב-גרפן. לכל שאר הניסויים, השתמשו במצע פלזמוני זהב פשוט.
    2. שים את המצע במייבש ומאפשר לטיפה להתייבש לחלוטין (~15 דקות).
  2. מערכת רמאן הכיולה
    1. העבר את המצע למיקרוסקופ רמאן קונפוקלי.
    2. התחל איסוף נתונים באמצעות תוכנת הכלי (WiRE גרסה 4.4).
    3. כוון את לייזר הגירוי ל-785 מייל ימי בהספק של 5 מיליוואט.
    4. כיוון המערכת על ידי יישור שיא הסיליקון ל-520 ס"מ-1.
  3. רכישת ספקטרום ממצע זהב (אבחון)
    1. בצע סריקה על שטח של 300 מיקרון × 300 מיקרון כדי לאתר וזיקולות בודדות במצב סטטי עם ההגדרות הבאות: 50% הספק, חשיפה של 0.1 שניות, גודל צעד של 10 מיקרון.
    2. לאחר איתור ה-sEVs, בצע מיפוי ברזולוציה גבוהה במצב סטטי בתוך רשת 5 ×-5 באמצעות ההגדרות הבאות: גודל צעד 1 מיקרון, 50% הספק, חשיפה של 0.2 שניות לנקודה.
  4. רכישת ספקטרום ממצע גרפן (טיפולים)
    1. בצע סריקת סיור על שטח של 300 מיקרון × 300 מיקרון כדי לאתר וזיקולות בודדות במצב סטטי עם ההגדרות הבאות: 50% הספק לייזר, חשיפה של 0.1 שניות, גודל צעד 10 מיקרון.
    2. בצע מיפוי ברזולוציה גבוהה במצב מורחב עם רשת 2 × 2 באמצעות ההגדרות הבאות: גודל צעד 1 מיקרון, 1% עוצמת לייזר, חשיפה של 10 שניות.

5. קדם-עיבוד נתונים

  1. ביצוע בקרת איכות ספקטרלית
    1. סקר ספקטרום גולמי ראשוני כדי להוציא אותות רועשים מאוד או ספקטרות עם צורות חריגות.
    2. הסרת קפיצות קרניים קוסמיות מבודדות באמצעות גילוי מבוסס סף או סינון סטייה מקומית.
  2. סינון ונרמל ספקטרום
    1. החלו פילטר Savitzky-Golay על כל ספקטרום כדי להפחית רקע פלואורסצנטי ולהחליק את הנתונים.
    2. חשב את יחס האות לרעש (SNR) של כל ספקטרום, בדרך כלל באמצעות יחס שיא לקו הבסיס או שיטת סטיית תקן. להסבר נוסף, בדרך כלל ה-SNR לכל ספקטרום חושב כיחס בין עוצמת השיא (לאחר חיסור בסיסי) ברצועת רמאן מייצגת לסטיית התקן של הרעש. הרעש הוערך מהספקטרום השאריתי שהושג על ידי הפחתת גרסה מוחלקת בסגנון סביצקי-גולאי של הספקטרום (גודל חלון = 11, סדר פולינומים = 3) מהספקטרום המקורי, ובכך בודד תנודות בתדר גבוה. כדי לקבוע אמפירית סף SNR מתאים, כל הספקטרום דורגו בסדר עולה של SNR, והתמדה של פסגות ביוכימיות אופייניות - במיוחד פס פנילאלנין (~1002 ס"מ-1 , חומצת אמינו), רצועת האמיד I (~1650 ס"מ-1 , חלבון), ורצועת העיוות CH2 (~1440 ס"מ-1 , שומן) הוערכה על פני הספקטרום המדורג. הסף נקבע בנקודה שבה אחד משיאי האבחון הללו נעלם בעקביות לתוך רעש הבסיס. עבור מצע SERS זהב-ננופירמידה ופרמטרי רכישה (עירור 785 ננומטר, הספק לייזר 5 mW, אינטגרציה של 0.2 שניות), זה התאים אמפירית לסף SNR של 28.
    3. יש להוציא ספקטרום שמתחת לסף ה-SNR כפי שנקבע לפי סעיף 5.2.2 לעיל. בזרימת העבודה שלנו, ספקטרות עם SNR מתחת ל-28 הוצאו ממאגר הנתונים של האימון, שכן קביעת סף ברמה זו מבטיחה שרק ספקטרום איכותי יישמר לניתוח במורד הזרם ולשיפור עמידות המודל.
    4. נרמול כל ספקטרום לעוצמת השיא המקסימלית או לשטח הכולל מתחת לעקומה.

6. ניתוח ספקטרלי עם למידת מכונה

  1. לאמן את המודל
    1. הקצה תווית לכל מדידה ספקטרלית המתאימה למקור שלה (למשל, חולה סרטן קיבה לעומת ביקורת בריאה).
    2. הזן את הנתונים הספקטרליים למסווג וקטורי תמיכה (SVC) עם ליבה ליניארית.
    3. השתמש בחלוקת ערבוב שכבתית לאימות צולב של 5 פעמים.
    4. ממוצע מדדי הדיוק מכל קיפול כדי להעריך את ביצועי המודל.
  2. הפחתת הממד וסיווג
    1. השתמש בניתוח ליניארי מבחין (LDA) כדי להמחיש נתוני SERS בממדים גבוהים בממדים מצומצמים.
    2. השתמש במודל LDA לסיווג ישיר בין קבוצות מדגם.
  3. הערכת המודל
    1. העריכו את המודלים המאומנים על סט של דגימות מטופלים עיוורות כדי לדמות תרחיש אבחוני אמיתי. למידע נוסף, אנא עיינו בפרסומים אלו מהקבוצהשלנו 13,15,22.
      הערה: בצע את כל השלבים עם כלים נקיים בסביבה ללא אבק. גרפן מונולייר גודל או נאסף על מצע נחושת וצופה בשכבת PMMA כדי להגן עליו במהלך ההעברה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

יישום מוצלח של פרוטוקול SERS חד-וזיקולתי מניב ספקטרום ראמן מובחן מ-sEVs בודדים, ומאפשר סיווג אבחוני בהמשך ומניטור עומס תרופות טיפולי. איור 1 מציג את זרימת העבודה של מחקר האבחון לסרטן הקיבה ויישום ניטור ה-sEVs העמוסים בתרופות באמצעות הפרוטוקול המדווח כאן, בהתאמה.

figure-results-1
איור 1

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

היבט מרכזי בפרוטוקול זה הוא הכנת המצע וטיהור ה-sEV. הביצועים של SERS ללא תוויות תלויים במידה רבה בייצור מצעים פלזמוניים אחידים ובעלי קונפורמיות גבוהה עם "נקודת חמה" חזקה. באופן דומה, בידוד sEV טהור גבוה באמצעות כרומטוגרפיה של החרגת גודל הוא חיוני ליצירת ספקטרום SERS אמין וניתן לשחזור. זיהומים כמו אגרגטים חלבונים או ליפופרוטאינים לא רק מחלישים את אות הוזיקולה, אלא גם עלולים לבלבל את סיווג למידת המכונה בהמשך על ידי הכנסת רעש ספקטרלי.

יתרון משמעותי של הפ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

המחברים מצהירים כי אין להם ניגודי עניינים הקשורים לעבודה זו.

תודות

עבודה זו נתמכה על ידי המרכז הלאומי לקידום מדעי התרגום של המכונים הלאומיים לבריאות תחת מספרי פרס 4UH3TR002978-03 ו-1U18TR003778-01, ועל ידי מענק מהמכון לרפואה רגנרטיבית של קליפורניה (CIRM) (מספר מענק TRAN1-14649).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
1x PBSתרמו פישר סיינטיפיקJ61196. AP
רשת נחושת של 300 רשתותמדעי מיקרוסקופיית אלקטרוניםEMS200-Cu
4% תמיסת פאראפורמלדהידסיגמא אולדריץ'1004960700
4″ Si wafers MSE Supplies<חזק>WA0810(100) מכוון 
קו התאים A549ATCCCCL-185 
קו התאים של AGSATCCCRL-1739
רוטור צנטריפוגה F-35-6-30, 5430אפנדורף<חזק>22654306
CHA Mark 40CHA Mark 40https://chaindustries.com/mark-40-system/אידוי קרן אלקטרונית
תמיסת חריטת Crסיגמא אולדריץ'651826-500ML
דוקסורוביצין  D-4000מעבדות LCD-4000_3g
מערכת ExoView R100 וערכת טטראספנין אנושית של ExoViewNanoView Bioscienceshttps://www.nowmedicalstudios.
com/portfolio/nanoview-
Biosciences-3D-product-illustrations
פתרון FeCl3סיגמא אולדריץ'451649
פתרון HFסיגמא אולדריץ'695068-500ML
Hs 738.St/Int קו תאיםATCCCRL-7869
באמצעות מיקרוסקופ קונפוקלי של רמאןרנישוhttps://www.renishaw.com/en/
invia-confocal-raman-microscope
--6260?srsltid=AfmBOoqbZlyW
qv2KDdcXV0UZnp8tdLNgYZ0
GbZvGOWI6z1OKi48rg5-b
פתרון KOHסיגמא אולדריץ'417661
שייקרים חד-מימיים/מקררים של MaxQ 4000 על שולחןתרמו-סיינטיפיקSHKA4000 (4320)
חממת MCO-19AICסניו8380-30-0035
מסנן מילקס-GPמיליפורסיגמאSLGPM33RS  0.22 ומיקרו; m
מיקרוסקופ NanoSEM 230FEISEM-FEI-014 
Nanosight NS300מלוורן אנליטיhttps://www.malvernpanalytical
.com/en/support/product-support
/nanosight-range/nanosight-ns300
קו התאים NCI-N87ATCCCRL-5822
Optima TLX אולטרה-צנטריפוגהבקמן קולטר8043-30-1197
אוקספורד פלסמלאב 80 פלוסאוקספורד פלסמלאבhttps://plasma.oxinst.com/
products/rie/plasmapro-800-rie
כדורי פוליסטירןאלפא אסאר<חזק>AA42711AB500 ננומטר
qEVoriginal/35 ננומטראיזוןICO-35
גרפן חד-שכבתיMSE Supplies<חזק>ME0408
בקבוק T-75VWR156800
TF20 EM ברזולוציה גבוההFEIhttps://eicn.cnsi.ucla.edu/project/fei-tf20-tem/
תמיסת אצטט אורנילמדעי מיקרוסקופיית אלקטרונים22400-1

מקורות

  1. Van Niel, G., et al. Challenges and directions in studying cell-cell communication by extracellular vesicles. Nat Rev Mol Cell Biol. 23 (5), 369-382 (2022).
  2. Herrmann, I. K., Wood, M. J. A., Fuhrmann, G. Extracellular vesicles as a next-generation drug delivery platform. Nat Nanotechnol. 16 (7), 748-759 (2021).
  3. Raposo, G., Stoorvogel, W. Extracellular vesicles: Exosomes, microvesicles, and friends. J Cell Biol. 200 (4), 373-383 (2013).
  4. Möller, A., Lobb, R. J. The evolving translational potential of small extracellular vesicles in cancer. Nat Rev Cancer. 20 (12), 697-709 (2020).
  5. Mathieu, M., Martin-Jaular, L., Lavieu, G., Thery, C. Specificities of secretion and uptake of exosomes and other extracellular vesicles for cell-to-cell communication. Nat Cell Biol. 21 (1), 9-17 (2019).
  6. Alvarez-Erviti, L., et al. Delivery of siRNA to the mouse brain by systemic injection of targeted exosomes. Nat Biotechnol. 29 (4), 341-347 (2011).
  7. Kahroba, H., Hejazi, M. S., Samadi, N. Exosomes: From carcinogenesis and metastasis to diagnosis and treatment of gastric cancer. Cell Mol Life Sci. 76 (9), 1747-1758 (2019).
  8. Ferguson, S. W., Nguyen, J. Exosomes as therapeutics: The implications of molecular composition and exosomal heterogeneity. J Control Release. 228, 179-190 (2016).
  9. Stiles, P. L., Dieringer, J. A., Shah, N. C., Van Duyne, R. R. Surface-enhanced Raman spectroscopy. Annu Rev Anal Chem. 1, 601-626 (2008).
  10. Jeon, T. Y., Kim, D. J., Park, S. G., Kim, S. H., Kim, D. H. Nanostructured plasmonic substrates for use as SERS sensors. Nano Converg. 3, 1-10 (2016).
  11. Nie, S., Emery, S. R. Probing single molecules and single nanoparticles by surface-enhanced Raman scattering. Science. 275 (5303), 1102-1106 (1997).
  12. Wang, P., et al. Ultra-sensitive graphene-plasmonic hybrid platform for label-free detection. Adv Mater. 25 (35), 4918-4924 (2013).
  13. Liu, Z. R., et al. Gold nanopyramid arrays for non-invasive surface-enhanced Raman spectroscopy-based gastric cancer detection via sEVs. ACS Appl Nano Mater. 5 (9), 12506-12517 (2022).
  14. Jonak, S. T., et al. Analyzing bronchoalveolar fluid derived small extracellular vesicles using single-vesicle SERS for non-small cell lung cancer detection. Sens Diagn. 2 (1), 90-99 (2023).
  15. Liu, Z. R., et al. Label-free single-vesicle based surface enhanced Raman spectroscopy: A robust approach for investigating the biomolecular composition of small extracellular vesicles. PLoS One. 19 (6), e0304287(2024).
  16. Liu, J., et al. On the feasibility of SERS-based monitoring of drug loading efficiency in exosomes for targeted delivery. Biosensors (Basel). 15 (3), 198(2025).
  17. Ling, X., et al. Can graphene be used as a substrate for Raman enhancement. Nano Lett. 10 (2), 553-561 (2010).
  18. Wang, P., et al. Giant optical response from graphene-plasmonic system. ACS Nano. 6 (7), 6244-6249 (2012).
  19. Wang, P., et al. Label-free SERS selective detection of dopamine and serotonin using graphene-Au nanopyramid heterostructure. Anal Chem. 87 (20), 10255-10261 (2015).
  20. Qiu, L., et al. Current advances in technologies for single extracellular vesicle analysis and its clinical applications in cancer diagnosis. Biosensors (Basel). 13 (1), 60(2023).
  21. Akbar, N., Pinnick, K. E., Paget, D., Choudhury, R. P. Isolation and characterization of human adipocyte-derived extracellular vesicles using filtration and ultracentrifugation. J Vis Exp. (170), e64102(2021).
  22. Li, T., et al. Label-free SARS-CoV-2 detection platform based on surface-enhanced Raman spectroscopy with support vector machine spectral pattern recognition. Eng Sci. 23, 862-870 (2023).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

ספקטרוסקופיית רמןשלפוניות חוץ-תאיות קטנותבידוד sEVסיווג באמצעות למידת מכונהתשתית פלסמוניתמערך ננו-פירמידות של זהבתשתית גרפןטעינת דוקסורוביצין
חקר היישום של חישה ביולוגית מבוססת פיזור רמאן משופר על פני שטח של sEVs בודדים באבחון מחלות ובטיפולים
צרו קשר
המליצו לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.