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乳腺癌是女性常见恶性肿瘤，早期诊断意义重大。为解决传统外泌体检测问题，研究人员开发微采样与外泌体富集光学生物芯片。该芯片仅需 14μL 眼泪，检测限低至 1.2×102±0.16×102 颗粒 /mL，能 100% 区分患者与健康人，助力乳腺癌现场诊断。
在女性健康的战场上，乳腺癌始终是一个如雷贯耳的 “强敌”。它不仅是女性中最常被诊断出的恶性肿瘤，更是夺走无数生命的 “杀手”。据相关研究显示，早期诊断对于乳腺癌患者意义非凡，经治疗后 10 年生存率能超 80%。在众多诊断手段中，液体活检凭借检测体液中癌症相关生物标志物，成为颇具潜力的无创诊断方法。外泌体作为其中极具代表性的生物标志物，是细胞分泌的 40 - 150nm 的小囊泡，携带母细胞的关键信息，广泛存在于各种体液中。
然而，目前的外泌体检测方法却困难重重。像纳米颗粒跟踪分析（NTA）、蛋白质免疫印迹法（Western blotting）、酶联免疫吸附测定（ELISA）以及各类生物传感器等，它们要么灵敏度和特异性欠佳，要么分析过程复杂繁琐，难以成为常规的诊断工具。与此同时，眼泪虽作为 “干净” 的外泌体来源，在疾病检测中潜力巨大，但面临采集量少、收集困难的挑战。因此，开发集微采样、外泌体富集和检测于一体的工具迫在眉睫。
深圳大学等研究机构的科研人员挺身而出，致力于攻克这一难题。他们成功研发出一种微采样与外泌体富集光学生物芯片，旨在实现对泪液中乳腺癌细胞来源外泌体的现场分析。这项研究成果意义非凡，发表于《Biosensors and Bioelectronics》，为乳腺癌的诊断开辟了新的道路。
研究人员在这项研究中运用了多种关键技术方法。首先是声学流体技术（Acoustofluidics），该技术通过耦合超声波，能在微通道中对微小物体进行精确操控，包括分离、富集、分选和定位等，具备非接触、低功耗和生物相容性好的优势，用于外泌体的富集。其次，采用双识别元件荧光生物传感器，利用两种生物标志物的互补特性，提升了检测的特异性，降低假阳性率。
研究结果如下：
- 生物芯片工作机制与设计：开发的便携式光学生物芯片集成了泪液收集、外泌体富集和检测功能。其工作原理是泪液经微流控芯片入口原位收集到微反应腔，制备的捕获探针 CD63 适配体 - SiO?纳米颗粒（NPs）和检测探针 MUC1 与目标外泌体形成三明治复合物，再通过超声富集装置进行分离和信号放大。
- 生物芯片性能：该生物芯片表现卓越，仅需 14μL 泪液样本，检测限低至 1.2×102±0.16×102 颗粒 /mL ，检测时间约 10.42 分钟，展现出优秀的特异性和超高灵敏度。
- 临床检测效果：首次使用该光学生物芯片检测泪液中与乳腺癌相关的外泌体，基于对双标记蛋白 CD63 和 MUC1 的共同识别，能以 100% 的灵敏度和特异性有效区分乳腺癌患者和健康女性。
综上所述，这项研究开发的微采样与外泌体富集光学生物芯片，克服了传统外泌体检测的诸多弊端，实现了泪液中乳腺癌外泌体的高效、精准检测。其低样本量需求、快速检测和高灵敏度的特点，为乳腺癌的现场诊断和个性化医疗健康提供了极具价值的方法，有望推动乳腺癌诊断技术的革新，让早期筛查更加便捷、精准，为女性健康保驾护航。
