2025-05-26
引言
在细胞外囊泡(EVs)下游工艺的颗粒定量监测方面,行业长期面临诸多挑战。这些挑战往往源于剪切力对颗粒稳定性的破坏、配方工艺尚未优化,以及复杂培养基中聚集体的干扰。
本文采用Phoenestra的无血清、无 hPL 的培养体系,结合温和的纯化工艺,有效规避了这些干扰因素,可以实现 EV 颗粒质量的精准平衡评估,并计算来源于间充质基质细胞(MSC)的 EV 工艺产率;然后再借助Particle Metrix的纳米颗粒跟踪分析仪ZetaView与 F-NTA 四跨膜蛋白检测试剂盒,可以成功实现在下游工艺过程中对四跨膜蛋白阳性颗粒的灵敏检测与动态追踪。
这一技术组合不仅提升了EV检测的准确性和特异性,更显著提高了整个生产流程的可控性与标准化水平。
实验方法
MSC/TERT 细胞培养的上清液通过 EVscale™ 技术以灌流模式持续收集。收集到的溶液保存在 -80°C 条件下。
步:处理时,先进行一次温和的深层过滤(截留孔径为 2–4 μm)。为提高回收率,再使用缓冲液对滤膜进行冲洗,最终获得浓缩倍数(CF)为 0.8 的产物。
第二步:借用低剪切力的膜泵和截留分子量为 300 kDa 的中空纤维膜组件,进行切向流过滤(TFF)纯化。在此步骤中,样品溶液被浓缩,并通过六个透析体积的缓冲液进行溶液替换。最终,缓冲液更换率达到 98%以上,浓缩倍数为 3–4。
第三步:为进一步提高颗粒浓度,再对样品进行超滤离心处理(截留分子量100 kDa),超滤后的浓缩倍数约为 50。
第四步:再通过离心的方法去除纯化过程中形成的聚集体和沉淀物,把样品等量分装。
在以上每一个纯化步骤前、后均采集样品,并通过纳米颗粒跟踪分析仪ZetaView(Particle Metrix)进行检测。其中,散射光模式(NTA)用于测定总颗粒数,而结合了四跨膜蛋白检测试剂盒的荧光模式(F-NTA),用于定量测定表达了CD9、CD63 和 CD81 的细胞外囊泡。
图1:NTA 测量与工艺产率:完成并分析来自不同原材料(不同细胞来源,不同培养条件)的两条独立下游工艺。各工艺单元颗粒回收率如下:深层过滤,约 90%;切向流过滤(TFF),约 80%;最终浓缩:65–85%。最终整体工艺的综合产率为 50–60%。
图2:F-NTA测量—四跨膜蛋白阳性颗粒浓度:展示了在整个下游处理过程中,四跨膜蛋白阳性颗粒的逐步富集情况。
图3:四跨膜蛋白阳性颗粒(F-NTA)在总颗粒(NTA)中的比例:展示了在下游纯化工艺过程中,四跨膜蛋白阳性颗粒(即 EV)在总颗粒中的占比逐步上升的过程,这也说明了非 EV 颗粒在该纯化工艺中已被有效去除。
总结
• 在本文中,使用无血清和无 hPL 的培养基,结合温和的纯化工艺,纳米颗粒跟踪分析仪ZetaView(NTA)可作为可靠的颗粒质量平衡分析工具。
• 借助四跨膜蛋白检测试剂盒进行NTA技术的荧光标记检测(F-NTA),可以有效验证 EV 富集方法的特异性,确保所获得的颗粒确实为EV颗粒。
参考文献:
Melanie Reininger*, Claudia Lindner*, Dr. Ingrid Hartl*, Dr. Christina Klasen**,
Dr. Roland Prielhofer* and Dr. Klaus Graumann*
*Phoenestra GmbH
**Particle Metrix GmbH