细胞外囊泡(extracellular vesicles EVs)作为细胞分泌的一类具有磷脂双分子层结构的囊泡类物质，因其携带亲本细胞的特异性蛋白、核酸、脂质和代谢物等丰富分子信息，且在体液中广泛存在，成为液体活检技术中疾病诊断和治疗评估的重要生物标志物。但由于受复杂体液样本纯化、繁琐标记步骤、信号读出困难等的限制，目前实现细胞外囊泡快速纯化和检测的方法仍然有待开发。近日，南京邮电大学汪联辉教授、丁显光教授研究团队在Analytical Chemistry上发表了以“Biomimetic 3D Recognition with 2D Flexible Nanoarchitectures for Ultrasensitive and Visual Extracellular Vesicle Detection”为题的研究论文，并被选为封面(2022, 25;94(42):14794-14800)。该团队利用二维柔性Fe3O4-MoS2纳米结构开发了一个高亲和力识别和可视化细胞外囊泡检测方法“HARVEST”。该方法借鉴章鱼捕食行为，通过空间识别和多齿结合来仿生三维识别捕获细胞外囊泡，可大大提高细胞外囊泡的捕获效率。
该工作集成二维柔性Fe3O4-MoS2捕获纳米结构与胆固醇脂质标记化学，通过引入荧光可视系统实现细胞外囊泡信号检测。具体为：将磁性纳米粒子Fe3O4和肿瘤标志物适配体引入二维MoS2中用于磁性特异性捕获肿瘤细胞外囊泡；随后将HRP-胆固醇锚定在细胞外囊泡表面进行脂质标记，构成HRP-EV复合物，其中HRP催化H2O2分解，导致随后加入的H2O2敏感荧光量子点（QDs）荧光强度随着HRP-EV浓度的增加而增强；通过智能手机进一步实现荧光值定量以分析细胞外囊泡标志物水平，形成“细胞外囊泡-胆固醇-QD”的生物信号到光学信号的转换。
该研究为细胞外囊泡的快速富集和可视化检测建立了一个高效、便捷的平台。适配体功能化的二维平台的高比表面积和机械灵活性使得适配体识别具有更高的捕获潜力，从而可以在较短的时间内实现对细胞外囊泡较高的捕获率，突出了其在灵敏且准确检测循环生物标记物方面的潜力。在目前的研究中，只有单个细胞外囊泡标记物CD44被选用为用于临床样本的诊断。后续可通过多种标记物的组合进行检测，以进一步提高诊断准确性，扩大临床应用。参考文献：Biomimetic 3D Recognition with 2D Flexible Nanoarchitectures for Ultrasensitive and Visual Extracellular Vesicle Detection, Anal Chem. 2022 Oct 25;94(42):14794-14800. doi: 10.1021/acs.analchem.2c03839. Epub 2022 Oct 10.
外泌体资讯网 Anal Chem |南京邮电大学汪联辉教授、丁显光教授研究团队：具有2D柔性纳米结构的超灵敏，可视化细胞外囊泡仿生3D识别技术
