Ringraziamo tutti i donatori che hanno partecipato a questo studio, il personale del database del genoma lettone per aver fornito i campioni. L'Istituto di Fisica dello Stato Solido dell'Università della Lettonia come Centro di Eccellenza ha ricevuto finanziamenti dal Programma Quadro Horizon 2020 H2020-WIDESPREAD-01-2016-2017-TeamongPhase2 dell'Unione Europea nell'ambito dell'accordo di sovvenzione n. 739508, progetto CAMART2. Questo lavoro è stato sostenuto dal Progetto n. lzp-2019/1-0142 e progetto n.: lzp-2022/1-0373.

Dispositivo microfluidico per l'isolamento continuo di vescicole extracellulari dall'urina umana

<ol>
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J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small+molecule+absorption+by+PDMS+in+the+context+of+drug+response+bioassays.">Small molecule absorption by PDMS in the context of drug response bioassays.</a> Biochem Biophys Res Commun. 482 (2), 323-328 (2017).</li><li>Jia, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small+extracellular+vesicles+isolation+and+separation:+Current+techniques,+pending+questions+and+clinical+applications.">Small extracellular vesicles isolation and separation: Current techniques, pending questions and clinical applications.</a> Theranostics. 12 (15), 6548-6575 (2022).</li><li>Bussooa, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+monitoring+of+oxygen+levels+within+thermoplastic+Organ-on-Chip+devices.">Real-time monitoring of oxygen levels within thermoplastic Organ-on-Chip devices.</a> Biosensors and Bioelectronics: X. 11, 100198 (2022).</li><li>Tang, L., Lee, N. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+facile+route+for+irreversible+bonding+of+plastic-PDMS+hybrid+microdevices+at+room+temperature.">A facile route for irreversible bonding of plastic-PDMS hybrid microdevices at room temperature.</a> Lab Chip. 10 (10), 1274-1280 (2010).</li><li>Borda, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conformable+neural+interface+based+on+off-stoichiometry+thiol-ene-epoxy+thermosets.">Conformable neural interface based on off-stoichiometry thiol-ene-epoxy thermosets.</a> Biomaterials. 293, 121979 (2023).</li><li>Sandstr&#246;m, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reaction+injection+molding+and+direct+covalent+bonding+of+OSTE++polymer+microfluidic+devices.">Reaction injection molding and direct covalent bonding of OSTE+ polymer microfluidic devices.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 25 (7), 075002 (2015).</li><li>Sticker, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thiol-ene+based+polymers+as+versatile+materials+for+microfluidic+devices+for+life+sciences+applications.">Thiol-ene based polymers as versatile materials for microfluidic devices for life sciences applications.</a> ACS Appl Mater Interfaces. 12 (9), 10080-10095 (2020).</li><li>Bajo-Santos, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracellular+vesicles+isolation+from+large+volume+samples+using+a+polydimethylsiloxane-free+microfluidic+device.">Extracellular vesicles isolation from large volume samples using a polydimethylsiloxane-free microfluidic device.</a> Int J Mol Sci. 24 (9), 7971 (2023).</li><li>Claridge, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+extracellular+vesicle+therapeutics:+Challenges,+considerations,+and+opportunities.">Development of extracellular vesicle therapeutics: Challenges, considerations, and opportunities.</a> Front Cell Dev Biol. 9, 734720 (2021).</li><li>Rezaie, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+on+exosomes+application+in+clinical+trials:+Perspective,+questions,+and+challenges.">Review on exosomes application in clinical trials: Perspective, questions, and challenges.</a> Cell Commun Signal. 20 (1), 145 (2022).</li><li>Arag&#243;n, I. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+urinary+tract+microbiome+in+health+and+disease.">The urinary tract microbiome in health and disease.</a> Eur Urol Focus. 4 (1), 128-138 (2018).</li></ol>

A.A., G.M. e R.R. sono fondatori, membri del consiglio di amministrazione e azionisti di Cellbox Labs, LLC

Il dispositivo microfluidico presentato offre un metodo promettente per l'isolamento e l'estrazione di vescicole extracellulari da fluidi biologici, affrontando alcuni dei limiti critici dei metodi gold standard esistenti come UC e SEC12. UC e SEC sono noti per essere laboriosi, dispendiosi in termini di tempo e soffrono di un basso rendimento, il che li rende meno adatti per applicazioni ad alto rendimento in cui sono necessarie grandi quantità di veicoli elettrici21,22<s...

Le vescicole extracellulari (EV) sono particelle legate alla membrana derivate dalle cellule che comprendono due tipi principali: esosomi (30-200 nm) e microvescicole (200-1000 nm)1. Gli esosomi si formano attraverso la gemmazione verso l'interno della membrana endosomiale all'interno di un corpo multivescicolare (MVB), rilasciando vescicole intraluminali (ILV) nello spazio extracellulare dopo la fusione con la membrana plasmatica1. Al contrario, le microvescicole sono generate dalla gemmazione verso l'esterno e dalla fissione della membrana cellulare2. Le vescicole extracellulari svolgono un ruolo cruciale nella comunicazione intercellulare trasportando proteine, acidi nucleici, lipidi e metaboliti, riflettendo lo stato fisiologico della cellula, tra cui la crescita, l'angiogenesi, le metastasi, la proliferazione e la resistenza alla terapia3. Di conseguenza, sono emersi come promettenti biomarcatori e bersagli terapeutici per malattie, incluso il cancro, evidenziando il loro potenziale nella diagnostica e nei sistemi di somministrazione dei farmaci4.
Per utilizzare appieno le vescicole extracellulari nella diagnostica e nella terapia delle malattie, è fondamentale un isolamento efficiente da vari biofluidi5. I metodi comuni includono l'ultracentrifugazione (UC), la centrifugazione a gradiente di densità, la cromatografia ad esclusione dimensionale (SEC), la filtrazione e l'immunoisolamento6. L'UC è una tecnica ampiamente utilizzata, ma può produrre particelle di densità simile che non sono EV e possono generare aggregati EV7. La SEC ha guadagnato popolarità grazie alla sua capacità di fornire campioni di purezza più elevata escludendo le particelle in base alle dimensioni piuttosto che alla densità8. Tuttavia, un'attenta selezione della dimensione dei pori appropriata per la colonna SEC e l'ottimizzazione delle condizioni cromatografiche sono essenziali per ridurre al minimo il co-isolamento di particelle indesiderate come i chilomicroni e le lipoproteine a bassa densità8. Nonostante la loro efficacia, entrambi i metodi richiedono molto tempo e sono difficili da automatizzare, soprattutto per campioni di volume maggiore come i terreni cellulari o le urine, limitandone la scalabilità per le applicazioni industriali9.
Negli ultimi anni, il frazionamento asimmetrico del campo di flusso di campo (A4F) si è evoluto come una potente tecnica di separazione per la separazione di particelle di dimensioni micro e nanometriche basata su dimensioni e galleggiabilità10. Il principio di funzionamento di A4F si basa su un canale microfluidico dotato di una membrana porosa alla sua base, che genera una forza esercitata verso la membrana chiamata cross-flow10. Se combinato con il moto browniano e il flusso di Poiseuille inerente al sistema, il flusso incrociato facilita un'efficiente separazione delle particelle grazie alla variazione della posizione delle particelle all'interno della dinamica del flusso11. Nonostante i vantaggi, questo metodo è limitato a volumi di campione nell'ordine dei microlitri12 e richiede un'ulteriore fase di messa a fuoco, prolungando la durata del processo10.
Nell'ultimo decennio, la microfluidica ha guadagnato importanza come strumento per una separazione rapida, efficiente e clinicamente affidabiledelle EV 13. Tuttavia, la maggior parte dei metodi microfluidici progettati per la separazione delle EV sono ottimizzati per campioni di piccole dimensioni e ad alta concentrazione o dipendono da procedure di separazione complesse14. Inoltre, nel campo della microfluidica, il polidimetilsilossano (PDMS) è riconosciuto come il materiale standard aureo grazie alla sua trasparenza ottica, alla biocompatibilità e alla facilità d'uso15. Tuttavia, la sua nota propensione ad assorbire piccole molecole lipofile, comprese le vescicole extracellulari, può essere problematica per la sua applicazione nel campo delle vescicole extracellulari13.
Il copolimero ciclico di olefine (COC) è un materiale frequentemente utilizzato in microfluidica a causa della biocompatibilità, del piccolo assorbimento delle molecole e dell'elevata resistenza chimica15. Tuttavia, la fabbricazione di dispositivi COC comporta spesso processi complessi o apparecchiature specializzate16. In alternativa, il tiolo-ene fuori stechiometria (OSTE) è un'alternativa promettente al PDMS grazie al ridotto assorbimento di piccole molecole, alla stabilità chimica superiore, alla facilità di fabbricazione e al processo di fabbricazione scalabile17,18. Tuttavia, a causa dei complessi collegamenti ai tubi, i dispositivi possono essere soggetti a perdite19.
Lo scopo di questo studio è stato quello di ingegnerizzare e fabbricare un dispositivo microfluidico che combinasse OSTE e COC e il principio A4F biforcato per la separazione delle EV da campioni di grandi volumi come urina o terreni cellulari.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.1 &#181;m carboxylate FluoSpheres</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>#F8803</td>
			<td>Stock concentration: 3.6 x 1013 beads/mL (LOT dependent)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.5 mL microcentrifuge tubes</td>
			<td>Starstedt</td>
			<td>72.704</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 mL Luer cone syringe single use without needle</td>
			<td>RAYS</td>
			<td>TUB1ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.0 &#181;m polystyrene FluoSpheres</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>#F13083</td>
			<td>Stock concentration: 1 x 1010 beads/mL (LOT dependent)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 mL Serological pipettes</td>
			<td>Sarstedt</td>
			<td>86.1254.001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 mL (100k) Amicon Ultra centrifugal filters</td>
			<td>Merck Millipore</td>
			<td>UFC910024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2.0 mL Protein LoBind tubes</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>30108132</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>20 mL syringes</td>
			<td>BD PlastikPak</td>
			<td>10569215</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>250 &#181;m ID polyether ether ketone tubing</td>
			<td>Darwin Microfluidics</td>
			<td>CIL-1581</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3 kDa MWCO centrifugal filter units</td>
			<td>Merck Millipore,</td>
			<td>UFC200324</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5 mL Medical Syringe without Needle</td>
			<td>Anhui Hongyu Wuzhou Medical</td>
			<td>159646</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 mL conical tubes</td>
			<td>Sarstedt</td>
			<td>62.547.254</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>70 Ti fixed angle ultracentrifuge rotor</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>337922</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>800 &#181;m ID polytetrafluoroethylene tubing</td>
			<td>Darwin Microfluidics</td>
			<td>LVF-KTU-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96 well microplate, f-bottom, med. binding</td>
			<td>Greiner Bio-One</td>
			<td>655001</td>
			<td>ELISA plate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B-27 Supplement (50x), serum free</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>17504044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum albumin</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>A7906-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>COC Topas microscopy slide platform</td>
			<td>Microfluidic Chipshop</td>
			<td>10000002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>COC Topas microscopy slide platform 2 x 16 Mini Luer&#160;</td>
			<td>Microfluidic Chipshop</td>
			<td>10000387</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Elveflow OB1 pressure controller</td>
			<td>Elvesys Group</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luer connectors</td>
			<td>Darwin Microfluidics</td>
			<td>&#160;CS-10000095</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mask aligner Suss MA/BA6</td>
			<td>SUSS MicroTec Group</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mixer Thinky ARE-250</td>
			<td>Thinky Corporation</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NanoSight NS300</td>
			<td>Malvern Panalytical</td>
			<td>NS300</td>
			<td>nanoparticle analyzer&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical microscope Nikon Eclipse LV150N</td>
			<td>Nikon Metrology NV</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OSTE 322 Crystal Clear</td>
			<td>Mercene Labs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS TABLETS.Ca/Mg free. Fisher Bioreagents. 100 g</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP2944-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PC membrane (50 nm pore diameter, 11.8% density)</td>
			<td>it4ip S.A., Louvain-La Neuve, Belgium</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dishes, sterile</td>
			<td>Sarstedt</td>
			<td>82.1472.001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plasma Asher GIGAbatch 360 M</td>
			<td>PVA TePla America, LLC</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>qEVoriginal/35 nm column</td>
			<td>Izon</td>
			<td>SP5</td>
			<td>SEC column</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>QSIL 216 Silicone Elastomer Kit</td>
			<td>PP&#38;S</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Resin Tough Black</td>
			<td>Zortrax</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SW40 Ti swing ultracentrifuge rotor</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>331301</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe pump</td>
			<td>DK Infusetek</td>
			<td>ISPLab002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T175 suspension flask</td>
			<td>Sarstedt</td>
			<td>83.3912.502</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TIM4-Fc protein</td>
			<td>Adipogen LifeSciences</td>
			<td>AG-40B-0180B-3010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TMB (3,3&#39;,5,5&#39;-tetramethylbenzidine)</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>T0440-100ML</td>
			<td>Horseradish peroxidase substrate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tween20</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>P1379-100ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultracentrifuge Optima L100XP</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic cleaning unit P 60 H</td>
			<td>Elma Schmidbauer GmbH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Universal Microplate Spectrophotometer</td>
			<td>Bio-Tek instruments</td>
			<td>71777-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Urine collection cup, 150mL, sterile</td>
			<td>APTACA</td>
			<td>2120_SG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Whatman Anotop 25 Syringe Filter</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>68092002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zetasizer Nano ZS</td>
			<td>Malvern Panalytical</td>
			<td></td>
			<td>dynamic light scattering (DLS) system&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zortrax Inkspire</td>
			<td>Zortrax</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

single step isolation of extracellular vesicles from large-volume samples with a bifurcated a4f microfluidic device

Le vescicole extracellulari (EV) hanno un immenso potenziale per varie applicazioni biomediche, tra cui la diagnostica, la somministrazione di farmaci e la medicina rigenerativa. Tuttavia, le attuali metodologie per isolare i veicoli elettrici presentano sfide significative, come la complessità, il consumo di tempo e la necessità di apparecchiature ingombranti, che ostacolano la loro traduzione clinica. Per affrontare queste limitazioni, abbiamo mirato a sviluppare un innovativo sistema microfluidico basato su copolimero olefinico ciclico fuori stechiometria tiolo-ene (COC-OSTE) per l'isolamento efficiente di EV da campioni di grandi volumi in modo continuo. Utilizzando la separazione basata sulle dimensioni e sulla galleggiabilità, la tecnologia utilizzata in questo studio ha ottenuto una distribuzione dimensionale significativamente più stretta rispetto agli approcci esistenti da campioni di urina e terreni cellulari, consentendo il targeting di specifiche frazioni di dimensioni EV in applicazioni future. Il nostro innovativo design del dispositivo microfluidico COC-OSTE, che utilizza la tecnologia di frazionamento del flusso di campo a flusso asimmetrico biforcato, offre un approccio di isolamento EV semplice e continuo per campioni di grandi volumi. Inoltre, il potenziale per la produzione di massa di questo dispositivo microfluidico offre scalabilità e coerenza, rendendo fattibile l'integrazione dell'isolamento delle vescicole extracellulari nella diagnostica clinica di routine e nei processi industriali, dove l'elevata coerenza e produttività sono requisiti essenziali.

Extracellular vesicles (EVs) are cell-derived membrane-bound particles comprising two main types: exosomes (30-200 nm) and microvesicles (200-1000 nm)1. Exosomes form through inward budding of the endosomal membrane within a multivesicular body (MVB), releasing intraluminal vesicles (ILVs) into the extracellular space upon fusion with the plasma membrane1. In contrast, microvesicles are generated by outward budding and fission of the cell membrane2. EVs play a crucial role in intercellular communication by transporting proteins, nucleic acids, lipids, and metabolites, reflecting the physiological state of the cell, including growth, angiogenesis, metastasis, proliferation, and therapy resistance3. As a result, they have emerged as promising biomarkers and therapeutic targets for diseases, including cancer, highlighting their potential in diagnostics and drug delivery systems4.
To fully utilize EVs in disease diagnostics and therapeutics, efficient isolation from various biofluids is crucial5.&#160;Common methods include ultracentrifugation (UC), density gradient centrifugation, size exclusion chromatography (SEC), filtration, and immunoisolation6. UC is a widely used technique but may yield particles of similar density that are not EVs and can generate EV aggregates7. SEC has gained popularity due to its ability to provide higher purity samples by excluding particles based on size rather than density8. However, careful selection of the appropriate pore size for the SEC column and optimization of chromatography conditions are essential to minimize co-isolation of unwanted particles like chylomicrons and low-density lipoproteins8. Despite their effectiveness, both methods are time-consuming and challenging to automate, especially for larger volume samples like cell media or urine, limiting their scalability for industrial applications9.
In recent years, asymmetric field flow field fractionation (A4F) has evolved as a powerful separation technique for size and buoyancy-based micro- and nanometer-sized particle separation10. The operational principle of A4F relies on a microfluidic channel endowed with a porous membrane at its base, generating a force exerted towards the membrane called cross-flow10. When combined with Brownian motion and Poiseuille flow inherent to the system, cross-flow facilitates efficient particle separation due to varying particle position within the flow dynamics11. Despite the benefits, this method is limited to sample volumes within the microliter range12 and requires an additional focusing step, extending the duration of the process10.
Over the last decade, microfluidics has gained prominence as a tool for rapid, efficient, and clinically reliable EV separation13. However, most microfluidic methods designed for EV separation are optimized for small-volume, high-concentration EV samples or depend on complex separation procedures14. Furthermore, within the field of microfluidics, polydimethylsiloxane (PDMS) is recognized as the golden standard material owing to its optical transparency, biocompatibility, and ease of use15. Nevertheless, its known propensity to absorb small lipophilic molecules, including EVs, can be problematic for its application in the EV field13.
Cyclic olefin copolymer (COC) is a frequently used material in microfluidics due to biocompatibility, small absorption of molecules, and high chemical resistance15. However, the fabrication of COC devices often involves complex processes or specialized equipment16. Alternatively, off-stoichiometry thiol-ene (OSTE) is a promising alternative to PDMS due to decreased absorption of small molecules, superior chemical stability, ease of fabrication, and scalable fabrication process17,18. However, due to complex connections to tubing, devices can be prone to leaking19.
The aim of this study was to engineer and fabricate a microfluidic device combining OSTE and COC and bifurcated A4F principle for EV separation from large-volume samples such as urine or cell media.

Autore in primo piano: Frazionamento asimmetrico del flusso di campo per l'integrazione di bioreattori

Isolamento in un'unica fase di vescicole extracellulari da campioni di grande volume con un dispositivo microfluidico A4F biforcato

Abbiamo fabbricato un dispositivo microfluidico utilizzando uno stampo a doppio negativo stampato in 3D (Figura 1) tramite litografia morbida (Figura 2A) per la separazione di EV ad alta produttività basata sul principio A4F biforcato (Figura 2B,C). La configurazione richiede una pompa e una stazione di flusso, come si può vedere nella Figura 3, per l'isolamento dei veicoli elettrici ...

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Le vescicole extracellulari sono estremamente promettenti per le applicazioni biomediche, ma gli attuali metodi di isolamento richiedono molto tempo e non sono pratici per l'uso clinico. In questo studio, presentiamo un dispositivo microfluidico che consente l'isolamento diretto di vescicole extracellulari da grandi volumi di biofluidi in modo continuo con passaggi minimi.

Extracellular vesicles (EVs) hold immense potential for various biomedical applications, including diagnostics, drug delivery, and regenerative medicine. ...

Vediamo il potenziale delle vescicole extracellulari, ma riconosciamo anche la difficoltà nel loro isolamento, specialmente da campioni di grandi dimensioni come i terreni del bioreattore. In questa ricerca abbiamo testato se possiamo utilizzare il frazionamento asimmetrico del flusso di campo per isolare le vescicole extracellulari. Al momento, è impossibile isolare le vescicole extracellulari direttamente dai biofluidi in un flusso continuo per l'integrazione nei bioreattori.Invece, i biofluidi devono essere prima raccolti e lavorati, aggiungendo variabilità e manodopera. Il nostro dispositivo progettato per l'isolamento delle vescicole extracellulari da biofluidi di grande volume consente l'integrazione con i bioreattori per il flusso continuo e l'automazione. Abbiamo scoperto che la viscosità del liquido potrebbe influire sull'isolamento delle vescicole extracellulari utilizzando il frazionamento asimmetrico del flusso di campo.Stiamo esplorando se l'adattamento dei flussi di biofluidi e tamponi alla viscosità possa migliorare l'isolamento.

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Research

JoVE Journal

Bioengineering

Single Step Isolation of Extracellular Vesicles from Large-Volume Samples with a Bifurcated A4F Microfluidic Device

546 Views.  Latvian Biomedical Research and Study Centre. Vediamo il potenziale delle vescicole extracellulari, ma riconosciamo anche la difficoltà nel loro isolamento, specialmente da campioni di grandi dimensioni come i terreni del bioreattore. In questa ricerca abbiamo testato se possiamo utilizzare il frazionamento asimmetrico del flusso di campo per isolare le vescicole extracellulari. Al momento, è impossibile isolare le vescicole extracellulari direttamente dai biofluidi in un flusso continuo per l'integrazione nei bioreattori.Invece...

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Extracellular vesicles (EVs) hold immense potential for various biomedical applications, including diagnostics, drug delivery, and regenerative medicine. Nevertheless, the current methodologies for isolating EVs present significant challenges, such as complexity, time consumption, and the need for bulky equipment, which hinders their clinical translation. To address these limitations, we aimed to develop an innovative microfluidic system based on cyclic olefin copolymer-off-stoichiometry thiol-ene (COC-OSTE) for the efficient isolation of EVs from large-volume samples in a continuous manner. By utilizing size and buoyancy-based separation, the technology used in this study achieved a significantly narrower size distribution compared to existing approaches from urine and cell media samples, enabling the targeting of specific EV size fractions in future applications. Our innovative COC-OSTE microfluidic device design, utilizing bifurcated asymmetric flow field-flow fractionation technology, offers a straightforward and continuous EV isolation approach for large-volume samples. Furthermore, the potential for mass manufacturing of this microfluidic device offers scalability and consistency, making it feasible to integrate EV isolation into routine clinical diagnostics and industrial processes, where high consistency and throughput are essential requirements.

Extracellular vesicles hold immense promise for biomedical applications, but current isolation methods are time-consuming and impractical for clinical use. In this study, we present a microfluidic device that enables the direct isolation of extracellular vesicles from large volumes of biofluids in a continuous manner with minimal steps.

Methods Article

Autore in primo piano: Frazionamento asimmetrico del flusso di campo per l'integrazione di bioreattori