摘要
外泌体是直径30-150 nm，由细胞内陷形成的具有脂质双分子层结构的小囊泡。外泌体几乎存在于所有生物体液中，是细胞间通讯的重要介质。在各种疾病中，外泌体提供了一个了解细胞或组织状态改变的窗口，在疾病诊断、预后甚至治疗等方面发挥着不可替代的作用，已成为液体活检中最有前途的生物标志物。然而，由于外泌体具有低浓度和基质复杂等特点，这给基于外泌体的下游分析带来了巨大挑战，极大地限制了其在临床诊断和治疗中的应用。 基于上述存在的问题，本文开展了外泌体分离富集新策略构建及临床应用研究，合成了多种复合材料，设计了基于不同富集原理的外泌体捕获策略，用于高效、高纯度、通用性和大规模的外泌体富集，解决了部分外泌体富集方法限制下游临床应用的问题。主要研究内容包括： （1）以 UiO-66-NH2 MOFs 为模型，基于无模板的方法，进一步与 Tim4 蛋白特异性结合，制备了一种三维有序双孔 UiO-66-NH2@Tim4 凝胶材料。系统地考察了UiO-66-NH2@Tim4 凝胶材料的非特异性吸附性能、富集能力，并对富集的外泌体进行表征。结果表明，该策略能够高效富集得到生物功能完整的外泌体，是一种高效且稳健的外泌体富集策略。进一步将其用于对肝细胞肝癌（HCC）免疫治疗效果的预测，结果表明，UiO-66-NH2@Tim4凝胶材料可成功用于基于外泌体的HCC筛查和免疫治疗效果预测。 （2）以Fe3O4纳米磁球为基质，将亲水 ILI-01 MOFs 材料逐层自组装接枝到基底磁球上，进一步与Tim4 蛋白特异性结合，制备了 Fe3O4@SiO2-ILI-01@Tim4 磁性核壳纳米材料。系统地考察了Fe3O4@SiO2-ILI-01@Tim4的富集能力以及分离外泌体的完整性。结合免疫荧光实验，考察了其对外泌体 PD-L1 的检测准确率。结果表明， Fe3O4@SiO2-ILI-01@Tim4 是一种快速、简便且通用的外泌体富集策略，实现了高通量和无创外泌体PD-L1检测，并准确预测了免疫治疗疗效。 （3）以单宁酸（TA）为多酚配体，Fe(Ⅲ)为金属配体，通过层层自组装技术制备了SiO2@BSA@Fe-TA6。系统地考察了SiO2@BSA@Fe-TA6的抗非特异性吸附性能、对外泌体的富集能力以及分离外泌体的完整性。结合近红外光谱分析技术，考察了其在临床诊断及筛查中的适用性。结果表明，SiO2@BSA@Fe-TA6实现了外泌体的通用型无标记捕获，是一种无标签、通用、低成本的外泌体捕获策略，能够很好地用于基于外泌体的肺癌筛查和不同肺癌亚型的区分，为大规模产业化的外泌体捕获提供了新方法。 （4）以甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯（DMAEMA）作为pH响应单体，丙烯酰胺偶氮苯（AAAB）作为主-客体识别响应单元，引入羧甲基-β-环糊精钠盐(β-CD)-CD63抗体，通过β-CD与AAAB之间的主客体非共价相互作用，开发了一种可溶性pH响应主-客体纳米系统（pH-HGN）。系统地考察了材料的沉淀-溶解性能、抗非特异性吸附性能、对外泌体的富集效率以及临床应用潜能。结果表明，pH-HGN可在生理pH附近均质捕获和有效回收痕量外泌体，且能够成功用于区分肺癌患者和健康人群。在基于外泌体的研究和下游应用中，pH-HGN提供了一种高效且灵敏的外泌体富集策略。
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