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外泌体工业级分离纯化解决方案
2023/12/1 9:03:20

外泌体的研究及应用,一直保持着较高的话题度和关注度。

外泌体的特殊结构及大量的活性生物分子成分,决定了其多元化的临床价值。近年来,国内的科研人员对外泌体在医疗领域和医美领域的研究也呈现爆炸性增长。

尽管外泌体的市场关注度很高,但实际商业化应用却很少。从目前的市场来看,主要是由于外泌体大规模生产的纯化技术有局限,产量较低,一直制约着临床转化的应用。

由于外泌体的分子量较大,因此要获取高质量、高纯度、且高产量的外泌体,超大孔填料似乎是更有效的选择。


● 外泌体小百科

外泌体(Exosome,EXO)是内涵体的来源,是由多泡体(MVBs)与质膜融合以后释放到细胞外基质中的膜性囊泡状小体,直径介于30~150nm之间。所有类型的细胞,在正常及病理状态下均可以分泌外泌体。而且外泌体天然存在于血液、唾液、尿液、乳汁等体液中。

外泌体内部含有多种复杂的生物大分子,包括蛋白质、核酸和磷脂等,而且具有丰富的生物学功能,可以将脂类、碳水化合物、蛋白质、信使RNA(mRNA)、微小RNA(miRNA)和DNA等生物分子从一个细胞传递到另一个细胞,从而交换遗传信息、重编程宿主细胞,进行细胞间通讯等。


● 外泌体的应用

医疗领域的信使

外泌体的临床应用正得到广泛关注。在体外诊断应用中,有研究表明外泌体能够作为肿瘤诊断和分类的可靠性标志物,可为不同类型的肿瘤早期检测提供新视角。在免疫学研究中,免疫细胞来源的外泌体中含有抗原肽——MHC复合物和各种抗原,能够显著抑制肿瘤生长。而促进免疫抑制性的外泌体,可有效抑制炎性因子,具有超强的抗炎能力。在药物递送载体研究中,由于外泌体具有高度的稳定性和生物相容性以及低免疫原性,可以渗透生物屏障,可有效地帮助药物在体内快速地传输和释放,从而提高药物的治疗效果和减少副作用。


医美领域的新宠

外泌体进入医美领域后,立即吸引了众多眼球。动物和人源干细胞外泌体,已经被证明能够通过激活多种信号通路,从而具有促进组织再生、抗衰老、抗炎抗敏和免疫调节等多种功能,已经在功能性护肤和抗衰、再生修复等轻医美项目中广泛应用,并取得了良好效果。而且,外泌体还开始应用于毛发管理领域,改善脱发和促进头发生长。


● 外泌体的纯化

在实际的应用中,混合了所有成分的外泌体是不被接受的,获得高纯度的外泌体对后续的研究应用至关重要。例如,寻找针对某种肿瘤的无症状形式有特异性的外泌体;早期卵巢癌或胃肠道癌症,需要纯度更高的外泌体群体。

常用的纯化方法有局限

目前,外泌体领域已经从纯粹的科学研究转向了产业化,在工业化放大生产中如何实现外泌体的大规模分离纯化,是急需解决的问题。

市场对于外泌体常见的纯化方法主要有:超速离心法(UC),多聚物沉淀法(PP),免疫磁珠法,分子排阻法(SEC),切向流过滤(TFF),而这些方法都存在一定的局限性,要么是纯度低,要么是产量低,或者是操作工艺复杂,成本高等,且大都是科研级别的。

方法对比表.png

? 外泌体的纯化工艺方案

科诺赛拥抱市场需求,针对外泌体纯化的现实问题,结合自有的超大孔色谱技术,开发出了适合外泌体分离纯化的解决方案。由于外泌体的分子量较大(30~150nm),传统的填料没办法纯化这个大小级别的物质,超大孔填料是必然的选择。MoSphere? 70X DEAE/Q是科诺赛自主研发的微米级孔径的层析介质,对于外泌体的纯化,有非常好的效果。


方案一  排阻层析法(适用于工业级别)推荐此方法

第①步 复合模式层析纯化:

使用Crysto shell 400(阴离子交换与疏水双重功能)复合模式层析介质,吸附宿主细胞杂质,外泌体分子量大,被排阻在外直接流穿。

PS:Crysto shell 400相比Capto Core 400孔径更小,可确保回收率。

第②步 离子交换层析纯化:

使用MoSphere? 70X DEAE / Q超大孔阴离子交换层析介质,进行外泌体的精纯。

PS:MoSphere? 70X DEAE / Q具有微米级孔径,载量更高,传质速度更快。


方案二  疏水层析法(适用于工业级别)

第①步 疏水层析纯化:

使用Butyl Chromrose? 4FF疏水层析介质,去除宿主细胞等杂质。 

第②步 离子交换层析纯化:

使用MoSphere? 70X DEAE/Q超大孔阴离子交换层析介质,捕获外泌体。

PS:MoSphere? 70X DEAE / Q具有微米级孔径,载量更高,传质速度更快。

配方案流程图


方案三  分子尺寸排阻法(适用于科研级别)

凝胶过滤层析纯化:

使用Chromrose? CL4B凝胶过滤层析介质,根据不同粒径大小的颗粒流经层析柱的时间不同的原理,从不同样本中分离出外泌体。

外泌体的纯化方案也不止以上这三种,也可以根据实际需求使用各种方法结合的方式,下游纯化是一个错综复杂的过程,因地制宜的根据实际情况调整工艺方案是最明智的选择。


踏实做事走得更远

随着外泌体研究的逐渐明朗,商业化放大需求越发强烈。科诺赛的超大孔色谱分离技术及产品,可以有效满足工业化生产中外泌体的大规模分离纯化需求。

科诺赛在下游纯化领域取得的成绩,市场有目共睹。随着一个又一个应用案例的成功,纯化工艺也会越来越成熟,产品也会越来越精良。

看起来,踏实做事的科诺赛,正在走向更远的地方。


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