無掩膜直寫光刻系統(tǒng)助力微流控芯片研發(fā)實現(xiàn)腫瘤EV全面表征
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論文題目：An integrated sample-to-answer SERS platform for multiplex phenotyping of extracellular vesicles
發(fā)表期刊：Sensors and Actuators: B. Chemical IF: 8.4
DOI：https://doi.org/10.1016/j.snb.2023.134355
發(fā)表期刊：Sensors and Actuators: B. Chemical IF: 8.4
DOI：https://doi.org/10.1016/j.snb.2023.134355
前言
腫瘤來源的細(xì)胞外囊泡（EV）正成為一種用于癌癥診斷和腫瘤進展監(jiān)測的非侵入性液體活檢標(biāo)志物。同時，EV多重表型分析有助于深入研究EV異質(zhì)性、挖掘EV標(biāo)志物，并促進其轉(zhuǎn)化為常規(guī)臨床應(yīng)用。目前，臨床缺乏可快速、靈敏、全面地分析EV蛋白質(zhì)組學(xué)表型的檢測技術(shù)。
近日，福建師范大學(xué)課題組提出了一種表面增強拉曼光譜（SERS）的微流控芯片，用于腫瘤來源EV的全面表征。該微流控芯片具有蛇形微結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)樣品的自動混合和處理，無需繁瑣的人工操作流程。作者設(shè)計的多重SERS標(biāo)記技術(shù)可同時表征EV表面的腫瘤相關(guān)生物標(biāo)志物（PD-L1和EGFR），深入研究了不同肺癌細(xì)胞系EVs的特異腫瘤相關(guān)表型。該工作以 An integrated sample-to-answer SERS platform for multiplex phenotyping of extracellular vesicles 為題，在SCI期刊 Sensors and Actuators B: Chemical 上發(fā)表。
值得注意的是，本文中所制備的微流控芯片均使用小型臺式無掩膜直寫光刻系統(tǒng)- MicroWriter ML3制備。該設(shè)備全自動控制、結(jié)構(gòu)小巧緊湊(70cm x 70cm x 70cm)、無需掩膜版、高直寫速度及高分辨率等特點，為本實驗提供了方便高效的微流控芯片加工方案。
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小型臺式無掩膜直寫光刻系統(tǒng)- MicroWriter ML3
圖文導(dǎo)讀
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圖1. （A）基于SERS的EV表型平臺的結(jié)構(gòu)和（B）工作原理圖。（i）樣品入口，（ii）蛇形微結(jié)構(gòu)趨于用于混合和進行免疫反應(yīng)，（iii）用于磁富集、洗滌和SERS檢測的區(qū)域，以及（iv）樣品出口。
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圖2. （A）與流速相關(guān)的SERS光譜和（B）1080cm-1處的相應(yīng)峰值強度值。
圖3. SERS微流控芯片的混合能力表征。（A）藍(lán)色和黃色液體分別從芯片的入口1和入口2注入芯片。（B）有限元模擬芯片不同區(qū)域液體的混合情況。
圖4. 用NCI-H226所產(chǎn)生的EV來檢測所制備的SERS微流控芯片的敏感度，EV的濃度為1.1 x 104 —1.1 x 1010 particles/ml。（A）在不同的EV濃度下CD63-MBA的納米標(biāo)簽對應(yīng)的拉曼圖譜和（B）相應(yīng)的線性回歸擬合結(jié)果。（C）在不同的EV濃度下PD-L1-DTNB的納米標(biāo)簽對應(yīng)的拉曼圖譜和（D）相應(yīng)的線性回歸擬合結(jié)果。（E）在不同的EV濃度下EGFR-TFMBA的納米標(biāo)簽對應(yīng)的拉曼圖譜和（F）相應(yīng)的線性回歸擬合結(jié)果。
圖5. 用所制備的SERS芯片表型多遠(yuǎn)EV。（A）不同肺癌細(xì)胞系的EV和肺支氣管上表皮細(xì)胞系的EV進行SERS表征，（B）為相應(yīng)的SERS特征值。三個細(xì)胞系的（C）PD-L1和（D）EGFR水平。（E）不同細(xì)胞系所產(chǎn)生的EV的SERS特征值。
結(jié)論
福建師范大學(xué)課題組利用小型臺式無掩膜直寫光刻系統(tǒng)- MicroWriter ML3制備了基于微流控芯片的SERS檢測芯片。實驗結(jié)果表明，芯片在定量檢測肺癌細(xì)胞系來源的EV方面具有優(yōu)異的靈敏度。此外，該芯片展示了其區(qū)分各種細(xì)胞系來源EVs的超卓能力，可提供EV生物學(xué)功能檢測研究的新思路，并提供服務(wù)于臨床癌癥診斷和治療監(jiān)測的集成化技術(shù)。從文中可知，小型臺式無掩膜直寫光刻系統(tǒng)可以根據(jù)研究的實際需要，迅速地制備出相關(guān)微納結(jié)構(gòu)，保證了相關(guān)實驗的順利進行，為以微流控為手段檢測和診斷癌癥的研究提供可靠的技術(shù)保障。
來源：Quantum量子科學(xué)儀器貿(mào)易(北京)有限公司
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