一种用于分泌型自噬小体分离检测的三维微流控芯片

一种用于分泌型自噬小体分离检测的三维微流控芯片

图1 基于三维微流控芯片的分泌型自噬小体高效捕获与表面蛋白检测示意图

图2 （A）微流控芯片设计图；（B）分布在芯片内的梭状微柱阵列的SEM图像；（C-D）有限元模拟通道宽度方向上的流动模式（C）和通道长度方向上的横向流动剖面图（D）；（E-F）CLSM对涂有生物素化明胶薄膜和链霉亲和素-FITC的芯片进行平面扫描（E）和3D扫描（F）图像。

利用所制备的两种抗体-量子点偶联探针，该芯片采用两步免疫反应及荧光分析，成功捕获并检测了卵巢癌细胞分泌的自噬小体。结果表明，该芯片可对分泌型自噬小体表面的两种蛋白LC3B和HSP60实现灵敏检测，检出限（LODs）分别为141粒子/μL和126粒子/μL。此外，自噬小体上LC3B和HSP60的表达均可用于区分癌症患者和健康人群的血清样本，其p值分别小于0.01（具有显著统计学差异）和0.05（具有统计学差异）。另外，LC3B与HSP60信号加和的p值小于0.001（具有极显著的统计学差异），表明该芯片在癌症诊断方面具有良好的应用潜力（图3）。

图3（A）在PBS和健康人血清中添加自噬小体标样LC3B的检测；（B）两种细胞在相同体积的细胞培养上清中收集的自噬小体中LC3B和HSP60的表达；（C）卵巢癌患者临床标本与正常人自噬小体LC3B和HSP60表达比较；（D）卵巢癌患者和正常人的临床样本中自噬小体LC3B和HSP60信号的总和。（*p＜0.05，**p＜0.01和***p＜0.001）。

综上所述，研究人员设计了一种用于分泌型自噬小体分离检测的三维微流控芯片。芯片采用梭状微阵列结构和明胶层修饰，不仅增加了芯片内部的表面积，也增加了流体和芯片之间的接触时间和抗体的修饰位点，大大增强了自噬小体的捕获效率。随后，采用两种抗体偶联量子点探针，实现了芯片中多个自噬小体表面蛋白的同时检测，灵敏度高、样品消耗低。此外，对临床血清样本中的自噬小体检测结果表明，该芯片在准确区分癌症患者和健康人群方面具有良好的可行性，这表明该策略在临床癌症诊断中具有良好的应用前景。

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