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聊一聊外泌體的粒徑、濃度和電位

2024-09-02 點(diǎn)擊量：626

外泌體的顆粒大小、顆粒濃度和Zeta電位是反映其生物物理特性和生物功能的重要參數(shù)。外泌體的大小取決于其來源細(xì)胞、載體和生物生成途徑，直徑從30nm到150nm不等。外泌體的濃度從每毫升顆到顆不等，具體數(shù)量取決于其來源及分離方法。Zeta電位是其表面電荷的量度，可影響其穩(wěn)定性、聚集程度以及與其他顆?；蚣?xì)胞的相互作用。一般來說，外泌體的Zeta電位在-10到-70mV之間，具體取決于培養(yǎng)基的成分和pH值。

外泌體的顆粒大小、濃度和Zeta電位也與其在診斷、治療和生物技術(shù)中的應(yīng)用有著很大的關(guān)系。例如，外泌體的顆粒大小會(huì)影響其在人體內(nèi)的生物分布、清除速率和靶向性。外泌體的濃度可表明樣本的數(shù)量和質(zhì)量，以及分離方法的效率和純度。外泌體的Zeta電位則會(huì)影響其在不同制劑中的穩(wěn)定性，以及與藥物或生物大分子的相互作用。因此，準(zhǔn)確和精確地測(cè)量這些參數(shù)對(duì)于確定外泌體的特征和優(yōu)化其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用至關(guān)重要。

外泌體的粒徑大小

對(duì)于外泌體的顆粒大小有多種方法可以測(cè)量，如納米粒子跟蹤分析法、電子顯微鏡法、單粒子干涉反射成像傳感器技術(shù)、原子力顯微鏡法和電阻脈沖傳感法。這些方法可以提供有關(guān)外泌體大小分布、形態(tài)和濃度的不同信息。然而，每種方法都有其自身的優(yōu)勢(shì)和局限性，如準(zhǔn)確度、精確度、靈敏度、分辨率、樣品制備和成本等。因此，選擇哪種方法取決于目的以及設(shè)備和專業(yè)知識(shí)的可用性。

最常用的外泌體粒度大小測(cè)量方法之一是納米粒子跟蹤分析法(NTA, Nanoparticle Tracking Analysis)，它使用激光束照射流體中的粒子，并用CCD照相機(jī)記錄粒子的布朗運(yùn)動(dòng)。顆粒的大小是根據(jù)其擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算出來的，擴(kuò)散系數(shù)與其直徑即粒徑大小成反比。目前市面上的NTA設(shè)備可以測(cè)量30到1000nm范圍內(nèi)的外泌體大小和濃度，分辨率為10nm。除此以外，NTA還能提供有關(guān)外泌體多分散性和聚集性的信息。不過，NTA也有它的局限性，它需要相對(duì)較高濃度的外泌體(至少每毫升10^8顆)，而且可能會(huì)受到樣本中存在的其他顆?；蛭廴疚锏挠绊?。

另一種廣泛使用的外泌體大小測(cè)量方法是電子顯微鏡(EM)，它使用電子束在薄膜或網(wǎng)格上生成顆粒圖像。電子顯微鏡可提供外泌體形態(tài)、結(jié)構(gòu)及其大小分布的高分辨率圖像。電磁波可測(cè)量30至150nm范圍內(nèi)的外泌體的大小，分辨率為1nm。但是，EM檢測(cè)時(shí)需要花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行樣品的制備，如固定、脫水、染色或涂布等，這可能會(huì)改變外泌體本身的特性或完整性。同時(shí)，EM方法還需要昂貴而精密的設(shè)備以及要求操作員有著相關(guān)專業(yè)知識(shí)，并不適合大規(guī)模或常規(guī)分析。

其他可用于測(cè)量外泌體大小的方法包括單粒子干涉反射成像傳感器技術(shù)、動(dòng)態(tài)光散射法、原子力顯微鏡法和電阻脈沖傳感法。單粒子干涉反射成像傳感器技術(shù)利用光波的干涉來確定外泌體的大小和折射率。動(dòng)態(tài)光散射法是利用顆粒在溶劑分子當(dāng)中的布朗運(yùn)動(dòng)檢測(cè)其散射光變化判別粒子大小。原子力顯微鏡使用鋒利的尖端掃描外泌體表面，測(cè)量其高度和直徑。電阻脈沖傳感法利用電流檢測(cè)外泌體通過小孔時(shí)電阻的變化。這些方法可為外泌體大小測(cè)量提供高靈敏度和高準(zhǔn)確度，但也可能存在一些缺點(diǎn)，如通量低、操作復(fù)雜或樣品量有限等。

外泌體的顆粒濃度

外泌體的顆粒濃度也有很多種方法可以測(cè)量，如納米粒子跟蹤分析、流式細(xì)胞儀、電阻脈沖傳感法、電子顯微鏡法、動(dòng)態(tài)光散射法和微流體設(shè)備。這些方法可以提供有關(guān)樣本中外泌體數(shù)量和密度的不同信息。每種方法都有其自身的優(yōu)勢(shì)和局限性，如準(zhǔn)確性、精確性、靈敏度、分辨率、樣品制備和成本等。因此，選擇哪種方法取決于目的以及設(shè)備和專業(yè)知識(shí)的可用性。

最常用的外泌體濃度測(cè)量方法之一是納米粒子跟蹤分析法(NTA)。另一種廣泛使用的外泌體濃度測(cè)量方法是流式細(xì)胞儀(FCM)，它使用激光束檢測(cè)通過狹窄通道的單個(gè)顆粒的光散射或熒光發(fā)射。根據(jù)檢測(cè)器記錄的事件數(shù)計(jì)算出顆粒的濃度。FCM可以測(cè)量每毫升10^6到10^9個(gè)顆粒的外泌體濃度，靈敏度為每毫升10^3個(gè)顆粒。利用特異性抗體或探針，F(xiàn)CM還能提供有關(guān)外泌體表面標(biāo)記和表型的信息。但是，F(xiàn)CM需要進(jìn)行復(fù)雜的樣本制備工作，如標(biāo)記、稀釋或過濾，這可能會(huì)改變外泌體的特性或完整性。

其他可用于測(cè)量外泌體濃度的方法包括可調(diào)電阻脈沖傳感(RPS)、電子顯微鏡(EM)、動(dòng)態(tài)光散射(DLS)和微流體設(shè)備。前三種檢測(cè)方法在之前已有論述，而微流體設(shè)備則是使用微型通道和腔室來分析外泌體，具體過程可再了解和探討。

外泌體的Zeta電位

Zeta電位是外泌體表面電荷的度量，會(huì)影響外泌體的穩(wěn)定性、聚集狀態(tài)以及與其他顆粒或細(xì)胞的相互作用。有幾種方法可用于測(cè)量外泌體的Zeta電位，如電泳法、電阻脈沖傳感法(RPS)。這些方法可以提供有關(guān)溶液中外泌體電場(chǎng)和流動(dòng)性的不同信息。

電泳是測(cè)量外泌體Zeta電位最常用的方法之一，它利用電場(chǎng)誘導(dǎo)帶電粒子在溶液中運(yùn)動(dòng)。顆粒的Zeta電位是根據(jù)其電泳遷移率計(jì)算出來的，而電泳遷移率與其表面電荷成正比，與其大小和粘度成反比。電泳可以測(cè)量外泌體的Zeta電位，范圍在-10至-70mV之間，具體取決于介質(zhì)的成分、pH等因素。

另一種廣泛使用的外泌體Zeta電位測(cè)量方法是RPS，它利用電流檢測(cè)外泌體通過小孔時(shí)電阻的變化。外泌體的Zeta電位是根據(jù)其轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間和頻率計(jì)算出來的，而轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間和頻率受其大小和表面電荷的影響。RPS可測(cè)量外泌體的Zeta電位，測(cè)量范圍為-10至-50mV，具體取決于孔徑大小和電壓。

總結(jié)

外泌體的顆粒大小、濃度及其電位是研究人員需要關(guān)注的三個(gè)量。針對(duì)不同項(xiàng)目的檢測(cè)，有著多種檢測(cè)方法，每種檢測(cè)方法都有著它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，選擇什么樣的檢測(cè)方法需要考慮到實(shí)際情況，如所需要研究的問題、樣本的質(zhì)量、可用的資源等。