Multielectrode Spectroscopy Enables Rapid and Sensitive Molecular Profiling of Extracellular Vesicles.
Multielectrode Spectroscopy Enables Rapid and Sensitive Molecular Profiling of Extracellular Vesicles.
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DOI：
10.1021/acscentsci.1c01193
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发表时间：
2022-01-26
影响因子：
18.2
通讯作者：
Lee H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kilic T;Cho YK;Jeong N;Shin IS;Carter BS;Balaj L;Weissleder R;Lee H
检测细胞外囊泡（EVs）中的蛋白质标志物正成为基础研究和临床诊断的有用工具。然而，大多数EV蛋白测定需要漫长的过程-将亲和配体缀合到传感底物上，并将EV与额外的标记物固定以最大化信号产生。在这里，我们提出了一个iPEX（细胞外囊泡的阻抗谱）系统，一个全电的策略，快速，多路复用EV分析。iPEX采用一步电聚合法快速将传感器电极与抗体功能化，然后通过阻抗谱以无标记的方式检测EV蛋白。该方法简化了从传感器准备到信号测量的整个EV测定。我们实现了（i）每个电极抗体的快速固定（<3分钟）;（ii）高灵敏度（500 EV/mL）而无需二次标记;以及（iii）在单个芯片中的平行检测（四重）。通过直接分析多形性胶质母细胞瘤患者的血浆样品证明了潜在的临床实用性。我们报道了一种电化学方法，可以快速地将亲和配体固定在电极上，并以无标记的方式检测细胞外囊泡。
Detecting protein markers in extracellular vesicles (EVs) is becoming a useful tool for basic research and clinical diagnoses. Most EV protein assays, however, require lengthy processes—conjugating affinity ligands onto sensing substrates and affixing EVs with additional labels to maximize signal generation. Here, we present an iPEX (impedance profiling of extracellular vesicles) system, an all-electrical strategy toward fast, multiplexed EV profiling. iPEX adopts one-step electropolymerization to rapidly functionalize sensor electrodes with antibodies; it then detects EV proteins in a label-free manner through impedance spectroscopy. The approach streamlines the entire EV assay, from sensor preparation to signal measurements. We achieved (i) fast immobilization of antibodies (<3 min) per electrode; (ii) high sensitivity (500 EVs/mL) without secondary labeling; and (iii) parallel detection (quadruple) in a single chip. A potential clinical utility was demonstrated by directly analyzing plasma samples from glioblastoma multiforme patients. We report an electrochemical approach that can rapidly immobilize affinity ligands on electrodes and detect extracellular vesicles in a label-free manner.
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