外泌体提纯门道太深!回收率超 50%,杂质去除率超 95%,怎么做到

lyw 186 2026-02-24 13:54:36

外泌体(Exosome)作为细胞间的「快递小哥」,在疾病诊断、药物递送、免疫调节等领域大放异彩。但研究外泌体的第一步——如何高效、高纯度地富集它们,却让无数科研人头疼。

目前常用的外泌体富集方法主要有:超速离心法(UC)、PEG 沉淀法、尺寸排阻色谱(SEC)、免疫亲和捕获法、磁珠法(Beads-based)。

 

超速离心法(UC)的原理是利用高速离心(10 万~20 万 × g)使外泌体沉降(Thery et al.,2006)。作为最经典的方法,该方法适用性广。但耗时(6~8 小时以上)、回收率低(< 20%)且易破坏外泌体完整性(Lobb et al.,2015)。该方法适合不缺时间、设备齐全的土豪实验室。

PEG 沉淀法的原理是利用聚乙二醇(PEG)使外泌体沉淀(Rider et al.,2016)。该方法操作简单,成本低。但提取得到的外泌体纯度低(含大量杂蛋白、脂蛋白),不适合下游功能实验。该研究方法适合预算有限,只需初步验证外泌体存在的实验。

尺寸排阻色谱(SEC)的原理是利用多孔凝胶柱分离不同大小的颗粒(Böing et al.,2014)。该方法获得的外泌体纯度较高,完整性好。但外泌体的回收率低(20~30%),而且需要专业设备(HPLC系统),适合追求高纯度但不在乎回收率的实验。

免疫亲和捕获法的原理是利用抗体(如CD9/CD63/CD81)特异性抓取外泌体(Greening et al.,2015)。该方法特异性强,适合特定亚群研究。但是成本高(抗体昂贵),而且可能漏掉不表达目标蛋白的外泌体,适合研究特定外泌体亚群的土豪课题组。

 

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那么还有什么提纯外泌体的方法呢?一篇发表在外泌体领域顶刊《J Extracell Vesicles》上的文章提出一种膜特异性脂质探针结合磁珠法,分离外泌体的策略,该策略可以捕获 10 µL 外周血浆中的外囊泡(EV),文章中进一步用抗体-寡核苷酸探针标记外泌体表面蛋白,经核酸扩增检测蛋白的表达[1]

相较于传统超速离心法(只能得到 15~20% 的回收率),膜特异性外泌体富集法可获得 49.6% 的 EV 回收率。

 

为什么磁珠法越来越火?

 

磁珠法(Beads-based)的原理是利用磁性颗粒偶联外泌体膜特异性配体,快速分离(He,J.,et al. 2023)。该方法得到的外泌体回收率高(> 50%)、纯度高(杂质去除率 > 95%)、操作快(1~2 小时)且无需超离机,成本低。该方法适合追求效率、纯度、性价比的科研人!

 

速度碾压超离法——1 小时 vs. 8 小时,早做完早下班!

 

纯度吊打 PEG 法——WB 条带干净,导师看了直点头。

 

成本远低于免疫法——不用砸钱买抗体,经费省下来发文章!

 

磁珠法的「Pro Max」版本助你破解难题

 

针对传统磁珠法的不足(免疫亲和捕获磁珠,成本昂贵,回收率不足;部分磁珠偶联配体,亲和力与特异性差),水熊科技推出膜特异性外泌体富集试剂盒(ExoMESS™),基于独家 MESS 技术,采用膜特异性高亲和力脂质探针,靶向外泌体的膜结构,通过磁珠法富集,快速获得大量完整的外泌体。实现超高回收率(血浆外泌体 > 50%)、极致纯度(杂质去除率 95%)、超快操作(1~2 小时完成),且适配普通离心机,无需昂贵的设备支持。现开放限量 ExoMESS™ 试用装申领名额,快点击下方图片,体验「又快又纯」的外泌体富集试剂盒!

产品特色与操作流程

 

膜特异性外泌体富集试剂盒采用独特的分离技术,特异性识别外泌体的膜结构,通过磁珠法富集,快速获得大量完整的外泌体。

实验操作 Tips(以 ExoMESS™ 为例)

  • 样本预处理:新鲜血浆/细胞上清,4℃ 离心去除细胞碎片。

  • 磁珠结合:加入 ExoMESS™ 磁珠,轻柔混匀孵育。

  • 外泌体清洗:PBS 洗涤,获得高纯外泌体。

  • 下游应用:直接用于 WB、NTA、测序等功能实验。

注意事项:避免反复冻融样本,以免外泌体破裂;磁珠孵育时避免剧烈震荡,防止非特异性吸附。

与其他外泌体富集方法对比结果

 

膜特异性外泌体富集试剂盒与传统超速离心法、PEG 沉淀法和其他磁珠富集法同步提取血浆外泌体,Western Blot 检测结果:

柱状图统计 Western Blot 的检测结果,阳性标志物 CD9、CD81、TSG101 蛋白表达强度表示外泌体的富集量,阴性标志物 Calnexin 和 GM130 蛋白表达残留量换算成外泌体的纯度。可以看出,PEG 沉淀法外泌体富集量大,但是纯度远低于膜特异性富集;超速离心法富集量及纯度都显著低于膜特异性富集。

 

通过样品加标回收实验,计算膜特异性外泌体富集法对血浆外泌体富集的效率,如下图所示:

 

根据实验结果绘制样品加标曲线,计算样品加标(x = i)与不加标(x = 0)时检测到的 CD9 蛋白表达量,即为样本加标的实际检测数值(yi~y0);根据外泌体标准品曲线,换算(x = i)得到理论加标量(y = z),计算在加入不同倍数外泌体标准品(i)条件下,外泌体的富集效率(n):n =(yi~y0)/z。

 

参考文献

[1]. He, J., et al. (2023). Profiling extracellular vesicle surface proteins with 10 µL peripheral plasma within 4 h. Journal of Extracellular Vesicles, 12(9), 12364.

[2]. Théry, C., Amigorena, S., Raposo, G., & Clayton, A. (2006). Isolation and characterization of exosomes from cell culture supernatants and biological fluids. Current Protocols in Cell Biology, 30(1), 3.22.1-3.22.29.

[3]. Lobb, R. J., et al. (2015). Optimized exosome isolation protocol for cell culture supernatant and human plasma. Journal of Extracellular Vesicles, 4(1), 27031.

[4]. Rider, M. A., et al. (2016). ExtraPEG: A polyethylene glycol-based method for enrichment of extracellular vesicles. Scientific Reports, 6, 23978.

[5]. Böing, A. N., et al. (2014). Single-step isolation of extracellular vesicles by size-exclusion chromatography. Journal of Extracellular Vesicles, 3(1), 23430.

[6]. Greening, D. W., et al. (2015). A protocol for exosome isolation and characterization: Evaluation of ultracentrifugation, density-gradient separation, and immunoaffinity capture methods. Methods in Molecular Biology, 1295, 179-209.


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