华东理工大学研究生(华东理工大学研究生院)--考研资料网

华东理工大学研究生，华东理工大学研究生院

研究内容

多巴胺(DA)是一种重要的神经递质，它不仅参与神经过程的调节，而且在肿瘤的进展和免疫中起着至关重要的作用。然而，直接鉴定含有DA的外泌体以及定量单个囊泡中的DA，仍然具有挑战性。

华东理工大学钱若灿报道了一种纳米移液管辅助的方法，通过电流测量法检测单个外泌体及其多巴胺含量。测量的电阻脉冲电流可以同时提供单个外泌体中囊泡易位和DA含量的准确信息。因此，在不同处理模式下从HeLa和PC12细胞分泌的含有DA的外泌体成功地检测了区分细胞类型的DA包封效率和外泌体分泌量。此外，构建了一个自定义的机器学习模型来对来自不同来源的外来体信号进行分类，准确率超过99%。相关工作以“Amperometric Identification of Single Exosomes and Their Dopamine Contents Secreted by Living Cells”为题发表在国际著名期刊Analytical Chemistry上。

研究要点

要点1.作者通过在尖端内壁上喷涂超薄金膜来制备金膜沉积纳米移液管，用于通过电流测量法鉴定活细胞分泌的单个外泌体及其DA含量。所设计的纳米移液管用于监测外泌体易位，并通过测量在传统安培设置中检测到的电流-时间曲线来传感单个囊泡中的DA含量。

要点2.在施加恒定电势时，在整个金膜上形成等电位，并且通过纳米移液管驱动源自不同细胞系(HeLa细胞和PC12细胞)的外泌体。在囊泡通过尖端孔移位时可以观察到单独的电阻峰。外泌体在金膜表面接触并断裂后，单个外泌体中释放的DA含量瞬间释放，产生电化学氧化还原峰。外泌体在纳米移液管尖端的移位可以通过离子电流阻断来观察，而单个囊泡中的DA含量可以由于其在纳米移管内壁的电化学氧化还原反应而导致电流上升。

要点3.基于亚毫秒时间分辨率的电流-时间记录，作者成功检测了HeLa细胞和PC12细胞在不同处理模式前后分泌的含有DA的外泌体。进一步比较了两种不同处理的HeLa细胞衍生的外泌体中DA的包封量。第一种是提取外泌体并与外源性DA混合；第二种是用外源性DA处理HeLa细胞，然后提取外泌物进行检测。结果表明，通过第二种方法获得的外泌体中DA含量要高得多。作者检查了有或没有L-DOPA处理的PC12细胞分泌的外泌体中的内源性DA含量。结果表明，LDOPA处理后，氧化还原事件的频率和峰值电流幅度显著增加。

要点4.作者进一步计算了单个囊泡中的平均DA浓度，并提取了电流峰值的特征。使用定制的XGBoost模型，可以对来自不同来源的外泌体的电流信号进行分类，准确率超过99%。

该策略为研究单个外泌体及其DA含量提供了一个有用的工具，这有助于分析来自其他未处理或刺激细胞的含DA外泌体，并可能为DA生物学的研究开辟新的视角。

研究图文

图1.（a）Au改性前后的纳米移液管示意图。（b）Au涂层前后纳米移液管的I-V曲线（从-1000到1000 mV）。（c）裸纳米移液管和（d）Au改性纳米移液器的侧视图和俯视图的光学和SEM。

图2.（a）外泌体通过裸纳米移液管易位的示意图。（b）在不同电位下测量的电流轨迹显示单个外泌体的阻断事件。（c）阻塞信号的持续时间(x轴)和电流(y轴)的散点图。（d）Au涂层纳米移液管内表面外源DA氧化还原的示意图。（e）在不同电位下测量的电流轨迹显示DA的氧化还原尖峰。（f）氧化还原信号的持续时间(x轴)和电流(y轴)的散点图。