外泌體的純化技術

外泌體的應用

外泌體 (exosome) 是細胞向胞外分泌的奈米級微小囊泡,其維度大約在100-200 nm左右,其主要扮演細胞之間訊息溝通的角色。外泌體的臨床應用常見的有三大類:1.作為疾病檢測的生物指標 (biomarker) 2. 醫美產品的功效成分 3. 治療疾病的藥物。為了應用上的穩定性,如何高效生產高品質外泌體的方法便是外泌體應用端上目前正持續鑽研的領域。


常見的外泌體純化方法有下列幾種:

1. 超高速離心法 (Ultracentrifugation):

高速離心法是最早進行外泌體研究時所採取的分離技術,原理是透過外泌體的大小與非目標物質 (ex: 蛋白質) 之間的差異,利用多次離心及離心速度的變化達成外泌體分離純化的目的。

2. 密度梯度超高速離心法(Density Gradient Ultracentrifugation):

除了運用分子大小不同的性質之外,外泌體的密度與非目標物質密度的差異是此法的核心原理。利用蔗糖或是碘克沙醇 (iodixanol) 創造出濃度梯度的介質,使外泌體經過離心後會停留在相應密度大小的介質區段,達成外泌體分離純化的目的。

3. 尺寸排除色層分析法 (Size Exclusion Chromatography, SEC):

此法是利用外泌體大小與非目標物質之間尺寸的差異做為核 心原理。色層分析進行時,有三個重要的元素: 1. 固定相 2. 移動相 3. 樣品。當固定相在管柱當中排列完整後,樣品會由移動相的液體帶動穿過固定相而隨時間流出。固定相分子間隙有一定的大小,而固定相本身屬於多孔性材質,因此樣品中尺寸大於固定相孔徑大小的物質便會從分子間隙通過而快速流出,而小於固定相孔徑的物質則會進入固定相中,經過蜿蜒的路徑後流出。因此樣品中物質的尺寸不同,便會產生由固定相流出的時間差,由此以達成分離純化的目的。

4. 超濾法 (Ultrafiltration):

此法是利用外泌體大小與非目標物質之間尺寸的差異做為核心原理。創造出特定大小孔徑的薄膜,使樣品通過薄膜時,讓內部物質依照孔徑進行分相,以此達成分離純化的目的

5. 沉澱法 (Precipitation Method)

此法是利用加入特定的試劑導致外泌體於樣品中群聚成團塊,藉此可利用簡單離心將之與非目標物質進行分離

6. 免疫捕捉法 (Immunocapture)

此法是利用抗體針對外泌體模表面之特定抗原進行專一性結合做為核心原理。在磁珠上鍵結專一性抗體來針對,例如CD63,CD9 等外泌體膜表面必定會表現的蛋白抗原,由此當磁珠與樣品進行混合時,由於抗原抗體親和力高的原因,外泌體與磁珠之間會形成較強的結合力。最後利用磁性物質將磁珠由樣品中分離出來,便可以同時將外泌體與非目標物質進行分離。


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