科技日?qǐng)?bào)記者 劉霞

精準(zhǔn)操控與高效分離納米顆粒，一直是生物技術(shù)領(lǐng)域的關(guān)鍵瓶頸。為攻克這一難題，芬蘭奧盧大學(xué)科學(xué)家開發(fā)出一種全新的納米顆粒分離與純化方法，顯著提升了對(duì)合成微粒及細(xì)胞分泌的納米級(jí)囊泡的分離純度。該技術(shù)在血液分析、癌癥早期診斷、細(xì)胞間通訊及納米醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。相關(guān)成果發(fā)表于新一期《分析化學(xué)》雜志。

納米尺度是生命活動(dòng)的重要舞臺(tái)，許多生物過程都發(fā)生在這一級(jí)別。從體液中提取的細(xì)胞外囊泡，如同身體的“分子信使”，能反映疾病的早期信號(hào)。然而，若無法有效去除雜質(zhì)，這些珍貴信息便可能被掩蓋。因此，發(fā)展一種高效、溫和且可靠的純化手段，對(duì)基礎(chǔ)研究與臨床診斷至關(guān)重要。

但納米顆粒的分離極具挑戰(zhàn)。當(dāng)粒徑縮小至數(shù)百納米以下時(shí)，粒子運(yùn)動(dòng)主要受布朗擴(kuò)散支配，即隨機(jī)漂移占主導(dǎo)地位。這會(huì)削弱外力對(duì)其引導(dǎo)效果，導(dǎo)致傳統(tǒng)分離方法失效。

此次，團(tuán)隊(duì)巧妙融合兩種物理效應(yīng)：電泳滑移產(chǎn)生的升力與粘彈性流體中的側(cè)向遷移力。在電泳滑移中，電場(chǎng)并不直接作用于顆粒，而是驅(qū)動(dòng)周圍液體流動(dòng)；而粘彈性流體兼具液體流動(dòng)性與彈性固體特性，可在微通道內(nèi)產(chǎn)生獨(dú)特的橫向推力，這種力在普通水溶液中并不存在。

團(tuán)隊(duì)表示，現(xiàn)有分離技術(shù)往往效率低、操作復(fù)雜或穩(wěn)定性差。而新方法僅需常規(guī)微通道，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)納米顆粒的高效分選。此前，這類尺寸顆粒的分離依賴極易堵塞的納米通道，且需高壓驅(qū)動(dòng)，難以規(guī)?；Ｏ啾戎拢录夹g(shù)更快速、精確，且易于放大應(yīng)用。

實(shí)驗(yàn)表明，新方法將聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)顆粒的分離純度提升了30%至50%。這類模型顆粒因尺寸均一、形貌可控、表面性質(zhì)穩(wěn)定，廣泛用于微流控技術(shù)評(píng)估。更為重要的是，團(tuán)隊(duì)還將癌細(xì)胞分泌囊泡的純度提高了20%以上，在極小尺度上實(shí)現(xiàn)了顯著突破。