光学前沿动态
OPTICS FRONTIERS
07
2026
-
07
用于动态和时间分辨分离细胞外囊泡的热调制超表面传感器
作者：
土耳其毕尔肯大学 Fatih Inci 团队提出了一种热响应性聚合物集成等离子体超表面传感器，该传感器能够实现时空可控、无标记的细胞外囊泡 (EV) 分离。该超表面由纳米光栅光盘改造而成，并用聚(N-异丙基丙烯酰胺) (PNIPAM) 和抗CD63抗体进行功能化修饰，从而在生理温度下实现对EV的选择性捕获，并在接近聚合物低临界溶解温度 (约35°C) 的微小温度变化下实现温和释放。以MCF-7和HEK-293细胞来源的EV作为概念验证，该平台展现出跨越三个数量级的动态检测范围。释放效率达到87.03 ± 23.5%，纳米颗粒跟踪分析 (NTA) 和荧光NTA (fNTA) 均显示，与超滤法相比，EV纯度提高了约100倍。电子显微镜和蛋白质印迹实验证实了囊泡形态和标记物表达的完整性。通过将热响应化学与经济高效的超表面平台相结合，该系统为精确操控细胞外囊泡提供了一种无损、便携和实时的解决方案，从而推进了以细胞外囊泡为中心的生物传感和即时检测策略，以期在未来应用于液体活检。
研究成果于 2026 年 5 月 8 日以 “Thermally Modulated Metasurface Sensor for Dynamic and Time-Resolved Isolation of Extracellular Vesicles” 为题发表于《Advanced Materials》。
图1：用于时空捕获和释放细胞外囊泡的热响应聚合物功能化超表面传感器示意图
图2：热响应性聚合物（PNIPAM）的表征
图3：超表面传感器的表征
图4：热响应性聚合物（PNIPAM）浓度和温度响应的优化
图5：利用PLL-PNIPAM-抗CD63抗体修饰传感器实时监测细胞外囊泡（EV）的捕获和热触发释放
图6：对从PLL-PNIPAM-抗CD63抗体修饰和BSA封闭的传感器释放事件后分离的细胞外囊泡进行表征
来源：optics光学世界
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