牛津大学NML综述 | 多元检测技术驱动的细胞外囊泡生物标志物开发

2. 系统性的阐述和讨论了多元检测技术驱动的细胞外囊泡标志物(比如膜蛋白，内蛋白，核酸，代谢产物等)开发流程：从高通量筛选及验证到低通量的即时诊断传感器件。

3. 对未来探索单个囊泡级别的超灵敏度多元检测技术结合大数据分析来革命性地研究其异质性及更好服务于疾病更早期诊断和健康管理提出了前瞻。

本文从如何让多元目标物产生不同输出信号的角度系统性阐述了基于物理(如空间位置编码)，化学(如化学染料，电化学探针编码)，生物(如DNA 编码)，以及纳米颗粒(如具有光学特性或者电化学活性的纳米颗粒编码)的编码策略的多元检测，来实现细胞外囊泡多个目标物的检测。

具体来讲，多元检测可以归纳为利用不同识别单元(如抗体，适配体)来对囊泡的不同目标物的捕获和结合，再配合编码策略来实现将不同目标物与识别单元结合后产生的不同的输出信号。编码策略可以比作：

(1) 物理空间位置的ABC来分别修饰上能捕获EVs目标物的receptorabc， 通过与surface sensitive的拉曼光谱(Ramanspectroscopy)、 表面等离子体共振(SPR) ，检测技术结合，不需要额外标记即可，图2)。空间位置编码一般用surfacepatterning做成array，或者multiple compartment/spot来实现。当然了，也可以与化学标记策略结合来实现物理+化学编码的联合编码检测检测。

图3. 基于化学编码(如表面增强拉曼标记)的多元检测。

图4. 基于生物编码(a)及生物编码+化学编码(b)相结合的多元检测。

(4) 而纳米颗粒编码策略可以看做是将化学编码中利用的小分子标签拓展到了纳米尺度(图5)。相应的，它可以利用不同光学性能(比如荧光颗粒，等离子体颗粒)、电化学性能(比如不同氧化还原特性的探针颗粒)的纳米颗粒来实现不同目标物的标记和信号输出。

图5. 基于纳米颗粒编码的多元检测。

文章最后对未来如何运用多种硬件技术结合大数据以及大型临床样本序列来实现高通量筛选-高通量验证(图6)，从多个组学维度筛选出疾病最相关的生物标志物，构建复合生物标志物以及最终走向即时诊断(Point-of-Care Testing)做出了展望。文章得到了神经科学系GeorgeTofaris教授及化学系Jason Davis教授的大力支持。

图6. 多元检测技术助力于细胞外囊泡生物标志物开发。