$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Hücre dışı veziküller (EV'ler), iki ana tip içeren hücre kaynaklı zara bağlı parçacıklardır: eksozomlar (30-200 nm) ve mikro-veziküller (200-1000 nm)1. Eksozomlar, multiveziküler bir cisim (MVB) içinde endozomal membranın içe doğru tomurcuklanması yoluyla oluşur ve plazma membranı1 ile füzyon üzerine hücre dışı boşluğa intraluminal vezikülleri (ILV'ler) serbest bırakır. Buna karşılık, mikro-parçacıklar, hücre zarının2 dışa doğru tomurcuklanması ve fisyonu ile üretilir. EV'ler, proteinleri, nükleik asitleri, lipitleri ve metabolitleri taşıyarak, büyüme, anjiyogenez, metastaz, proliferasyon ve tedavi direnci dahil olmak üzere hücrenin fizyolojik durumunu yansıtarak hücreler arası iletişimde çok önemli bir rol oynar3. Sonuç olarak, kanser de dahil olmak üzere hastalıklar için umut verici biyobelirteçler ve terapötik hedefler olarak ortaya çıkmışlar ve teşhis ve ilaç dağıtım sistemlerindeki potansiyellerini vurgulamışlardır4.
Hastalık teşhisi ve tedavisinde EV'leri tam olarak kullanmak için, çeşitli biyosıvılardan verimli izolasyon çok önemlidir5. Yaygın yöntemler arasında ultrasantrifüjleme (UC), yoğunluk gradyanlı santrifüjleme, boyut dışlama kromatografisi (SEC), filtrasyon ve immünoizolasyon6 bulunur. UC yaygın olarak kullanılan bir tekniktir, ancak EV olmayan ve EV agregaları üretebilen benzer yoğunlukta parçacıklar verebilir7. SEC, yoğunluk8 yerine boyuta dayalı parçacıkları hariç tutarak daha yüksek saflıkta numuneler sağlama yeteneği nedeniyle popülerlik kazanmıştır. Bununla birlikte, SEC kolonu için uygun gözenek boyutunun dikkatli bir şekilde seçilmesi ve kromatografi koşullarının optimizasyonu, şilomikronlar ve düşük yoğunluklu lipoproteinler gibi istenmeyen partiküllerin birlikte izolasyonunu en aza indirmek için gereklidir8. Etkinliklerine rağmen, her iki yöntem de özellikle hücre ortamı veya idrar gibi daha büyük hacimli numuneler için zaman alıcı ve otomatikleştirilmesi zordur, bu da endüstriyel uygulamalar için ölçeklenebilirliklerini sınırlar9.
Son yıllarda, asimetrik alan akış alanı fraksiyonlaması (A4F), boyut ve kaldırma kuvvetine dayalı mikro ve nanometre boyutlu partikül ayırma için güçlü bir ayırma tekniği olarak gelişmiştir10. A4F'nin çalışma prensibi, tabanında gözenekli bir zar bulunan ve çapraz akış10 adı verilen zara uygulanan bir kuvvet üreten bir mikroakışkan kanala dayanır. Sisteme özgü Brown hareketi ve Poiseuille akışı ile birleştirildiğinde, çapraz akış, akış dinamikleri11 içindeki değişen parçacık konumu nedeniyle verimli parçacık ayrımını kolaylaştırır. Faydalarına rağmen, bu yöntem mikrolitre aralığındaki numune hacimleri12 ile sınırlıdır ve işlemin süresiniuzatan ek bir odaklama adımı gerektirir 10.
Son on yılda, mikroakışkanlar hızlı, verimli ve klinik olarak güvenilir EV ayrımı için bir araç olarak öne çıkmıştır13. Bununla birlikte, EV ayırma için tasarlanan çoğu mikroakışkan yöntem, küçük hacimli, yüksek konsantrasyonlu EV numuneleri için optimize edilmiştir veya karmaşık ayırma prosedürlerinebağlıdır 14. Ayrıca, mikroakışkanlar alanında, polidimetilsiloksan (PDMS), optik şeffaflığı, biyouyumluluğu ve kullanım kolaylığı nedeniyle altın standart malzeme olarak kabul edilmektedir15. Bununla birlikte, EV'ler de dahil olmak üzere küçük lipofilik molekülleri absorbe etme eğilimi, EV alanındaki uygulaması için sorunlu olabilir13.
Siklik olefin kopolimeri (COC), biyouyumluluk, moleküllerin küçük absorpsiyonu ve yüksek kimyasal direnci nedeniyle mikroakışkanlarda sıklıkla kullanılan bir malzemedir15. Bununla birlikte, COC cihazlarının imalatı genellikle karmaşık süreçleri veya özel ekipmanı içerir16. Alternatif olarak, stokiyometri dışı tiyol-en (OSTE), küçük moleküllerin emiliminin azalması, üstün kimyasal stabilite, üretim kolaylığı ve ölçeklenebilir üretim süreci nedeniyle PDMS'ye umut verici bir alternatiftir17,18. Bununla birlikte, borulara yapılan karmaşık bağlantılar nedeniyle, cihazlar sızıntıyaeğilimli olabilir 19.
Bu çalışmanın amacı, idrar veya hücre ortamı gibi büyük hacimli numunelerden EV ayrımı için OSTE ve COC ve çatallı A4F prensibini birleştiren bir mikroakışkan cihaz tasarlamak ve üretmekti.