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外泌体提取与纯化技术全解析:从原理到应用的全面比较

2025-07-03 - 市场部

近年来,外泌体(Exosome)作为细胞间通讯的关键载体,正快速崭露于癌症诊断、免疫治疗、再生医学与液体活检等前沿应用。这些纳米级囊泡(30–150 nm)富含 mRNA、miRNA、蛋白质与脂质,能够反映其来源细胞的生理或病理状态

然而,要从复杂的体液或培养基中有效、稳定且可重复地分离外泌体,仍是一大挑战。本篇将全面介绍主流外泌体提取与纯化方法的技术原理、优劣比较与应用场景,协助研究人员与产业端选择最合适的策略。

一、外泌体提取/纯化的常见技术类型

方法

原理

优点

缺点

适用场景

差速离心法

(Differential

Ultracentrifugation)

根据密度与大小逐 步沉降分离

标准经典、高通量

时间长、需超高速离心机、纯度不高

大量样品预纯化

密度梯度离心

(Density Gradient Centrifugation)

利用蔗糖/Iodixanol梯度进行高分辨率 分离

高纯度、良好结构保存

操作复杂、耗时

高要求分析、功能实验前处理

PEG 聚合沉淀法

(Polymer-based Precipitation)

PEG等高分子促进外泌体沉淀

操作简单、设备需求低

非特异性沉淀、杂质多

初筛研究、粗略分析

免疫亲和法

(Immunoaffinity Capture)

抓取外泌体表面蛋白(如 CD63/CD9 

高专一性、可纯化特定外泌体群

成本高、难规模化

标靶外泌体研究、临床诊断前处理

 LuminX ExoFortius 即属此类产品,专为临床珍贵样品计,靶向 CD9CD63 CD81 进行高效捕捉,并可直接进行 NGS 分析, 同时有效降低白蛋白等高丰度蛋白干扰 

膜过滤法(Size Exclusion

Chromatography, SEC)

根据分子大小分离

操作简便、温和、 重复性好

流速慢、可能共洗出小分子杂质

临床样本、蛋白功能实验

微流体分离

(Microfluidic-based Isolation)

结合物理过滤、 场或抗体捕捉

快速、少样本、整合化

技术门槛高、 尚未标准化

POCT 平台、快速诊断

 

 

二、选择提取方法的考量因素

1. 样本来源:血清、尿液、唾液、培养上清液等杂质成分不同,需对应不同策略

2. 应用目的:若用于下游 RNA-seq 、质谱分析或功能研究,则需要高纯度技术如密度梯度离心、SEC,或是靶向型免疫捕捉法

3. 通量与自动化需求 临床研究或大规模体外验证,则倾向选择微流体技术或免疫磁珠自动化平台

4. 成本与时间:若初期为探索性研究,可使用 PEG 法作为快速筛选工具

 

 

三、应用前景:从诊断到治疗载体

•  癌症液体活检:外泌体中 miRNA 与蛋白质具高度特异性,已用于肺癌、乳癌、胰脏癌等早期诊断。透过像 LuminX ExoFortius 这样可直接进行 NGS 分析的靶向产品,研究人员能更准确地解析肿瘤来源讯号。

•  药物递送载体:天然外泌体具有低免疫原性与组织渗透力,正逐步被开发为 mRNA/siRNA 送平台

 免疫调节:树突细胞或 MSC 来源外泌体可在炎症抑制、移植耐受与自体免疫疾病中展现功

•  再生医学MSC 外泌体已证实可促进伤口愈合与神经再生,是细胞疗法的无细胞替代方案

 

 

四、总结与展望

 

外泌体的提取与纯化不仅是研究的「起点」,更是确保数据可重现与功能验证成功的「关键」。随着标准化流程、商用试剂与自动化平台的进步,研究者不再受限于传统离心瓶颈,可更有效率地开展外泌体应用研究。

 

 

路明思生技的LuminX ExoFortius(Cat#LEF1000) ,即针对临床样本与 NGS 应用量身打造,整合高专一性靶蛋白捕捉技术与杂质去除能力,正是此一趋势的代表产品 。

产品特点:

  • 生物兼容性:适用于人血清、血浆、体液或培养上清等多种类型样本

  • 操作简单:将提取试剂加入样本中,孵育,离心即可

  • 可获得更高纯度、更稳定的外泌体,用于后续NGS、蛋白印迹、单细胞测序等应用
  • 无动物源成分
  • 无毒

 

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