新方法精准操控与高效分离纳米颗粒
发布时间: 2026-02-20 11:48:59
科技日报北京2月10日电（记者刘霞）精准操控与高效分离纳米颗粒，一直是生物技术领域的关键瓶颈。为攻克这一难题，芬兰奥卢大学科学家开发出一种全新的纳米颗粒分离与纯化方法，显著提升了对合成微粒及细胞分泌的纳米级囊泡的分离纯度。该技术在血液分析、癌症早期诊断、细胞间通信及纳米医学等领域具有广阔应用前景。相关成果发表于新一期《分析化学》杂志。
纳米尺度是生命活动的重要舞台，许多生物过程都发生在这一级别。从体液中提取的细胞外囊泡，如同身体的“分子信使”，能反映疾病的早期信号。然而，若无法有效去除杂质，这些珍贵信息便可能被掩盖。因此，发展一种高效、温和且可靠的纯化手段，对基础研究与临床诊断至关重要。
但纳米颗粒的分离极具挑战。当粒径缩小至数百纳米以下时，粒子运动主要受布朗扩散支配，即随机漂移占主导地位。这会削弱外力对其引导效果，导致传统分离方法失效。
此次，团队巧妙融合两种物理效应：电泳滑移产生的升力与黏弹性流体中的侧向迁移力。在电泳滑移中，电场并不直接作用于颗粒，而是驱动周围液体流动；而黏弹性流体兼具液体流动性与弹性固体特性，可在微通道内产生独特的横向推力，这种力在普通水溶液中并不存在。
团队表示，现有分离技术往往效率低、操作复杂或稳定性差。而新方法仅需常规微通道，即可实现对纳米颗粒的高效分选。此前，这类尺寸颗粒的分离依赖极易堵塞的纳米通道，且需高压驱动，难以规模化。相比之下，新技术更快速、精确，且易于放大应用。
实验表明，新方法将聚苯乙烯标准颗粒的分离纯度提升了30%至50%。这类模型颗粒因尺寸均一、形貌可控、表面性质稳定，广泛用于微流控技术评估。更为重要的是，团队还将癌细胞分泌囊泡的纯度提高了20%以上，在极小尺度上实现了显著突破。
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