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纳米技术加速生物医学创新，NanoCoulter助力外泌体研究再突破！

2025-02-21

在纳米技术与生物医学的交汇点，一场关于诊断、治疗和精准药物递送的革新正加速上演。近年来，外泌体——这一细胞间信息传递的“信使”——吸引了科研界的广泛关注。它们不仅承载着丰富的生物信息，参与细胞间的物质交换，还展现出巨大的临床应用潜力。

然而，如何精准分析外泌体的物理表征特性，一直是科研人员面临的挑战。传统光学方法受限于分辨率，难以捕捉单颗粒层面的关键数据。而基于RPS（电阻脉冲感应）原理的 NanoCoulter™纳米库尔特颗粒分析仪，以媲美电镜的单颗粒检测能力，为外泌体研究提供了更高精度、更高灵敏度且操作便捷的表征手段。

NanoCoulter™的技术实力在学术界得到了越来越多的关注，近期多篇研究工作引用并验证了其在外泌体表征方面的优势。本文将为大家盘点几篇最新的学术论文，共同探讨纳米库尔特技术如何助力科研突破，为纳米生物学研究开辟新路径！

应用文章 1

本文探讨了桔梗来源的细胞外囊泡 (PGEVs) 在三阴性乳腺癌 (TNBC) 治疗中的潜力。研究发现，PGEVs通过抑制肿瘤细胞增殖、诱导细胞凋亡、促进肿瘤相关巨噬细胞 (TAMs) 向M1表型极化，并调节肠道菌群，显著抑制了TNBC的生长。PGEVs在口服和静脉注射后均表现出良好的生物分布和生物安全性，能够有效积累在肿瘤部位，并通过增强系统性抗肿瘤免疫反应和调节肠道菌群，显著改善了TNBC的治疗效果。研究结果表明，PGEVs是一种天然的、生物相容性良好的纳米治疗候选物，适用于TNBC的治疗。

文中使用NanoCoulter™精确表征了PGEVs的粒径和Zeta电位，帮助研究者分析PGEVs的粒径分布及表面特性，证明了PGEVs具有良好的稳定性，适合作为潜在药物应用于纳米治疗。

通过NanoCoulter™对PGEVs的粒径表征和Zeta电位表征。其平均粒径为74 nm，Zeta电位为-19.23 mV，表明PGEVs在溶液中具有良好的稳定性。

应用文章 2

研究者们深入探讨了鱼腥草来源的外泌体样纳米颗粒 (HELNs) 治疗小鼠结肠炎方面的潜力。HELNs显著减轻了葡聚糖硫酸钠 (DSS) 诱导的小鼠结肠炎，缓解了结肠炎症状及组织病理学损伤。此外，HELNs能够特异性地靶向发炎的结肠组织，调节免疫环境，并减轻炎症反应。结合NLRP3基因敲除小鼠的使用，RNA测序分析显示，HELNs抑制了NLRP3/NOD样受体信号通路。最后，HELNs还平衡了结肠炎小鼠的肠道微生物群组成，降低了有害细菌的丰度，并增加了这些小鼠肠道中有益细菌的丰度。

文中借助透射电镜 (TEM) 和NanoCoulter™对HELNs的粒径和浓度进行了精确测量，这些表征结果为后续的实验和机制研究提供了基础数据。

结合TEM和NanoCoulter™，对HELNs进行全面的表征。直方图中的粒径分布可见外泌体样纳米颗粒的大小不均，粒径分布较宽（从60-200 nm均有分布），TEM图像也反映了这一点。

在对照组中，结肠组织组织形态正常，上皮细胞排列有序，杯状细胞充足，粘膜完整性保留，粘膜下层离散；DSS 诱导的小鼠结肠炎表现为严重的上皮萎缩，杯状细胞丢失，广泛的隐窝耗竭，固有层中明显的炎性细胞浸润和粘膜下增厚；HELNs 以剂量依赖性显著减轻了 DSS 诱导的病理损伤，可观察到的隐窝腺，局限于固有层的炎症浸润，没有明显的混合浸润，受损的上皮细胞减少和杯状细胞增加。

应用文章 3

对鹿茸间充质干细胞 (AMSC) 来源的外泌体 (AMSC-Exo) 研究中，研究人员深入探索了AMSC-Exo的生物活性、作用机制以及潜在的临床应用，发现AMSC-Exo促进了HaCaT（人永生化角质形成细胞）的增殖和迁移，并加速了HUVEC（人脐静脉内皮细胞）的迁移和血管生成。在小鼠皮肤损伤模型中，AMSC-Exo通过促进III型胶原向I型胶原的转化，刺激了血管生成并调节了细胞外基质，从而使表皮厚度恢复正常，且未出现异常增生。值得注意的是，AMSC-Exo通过增加血管化和减少疤痕形成，提高了伤口愈合的质量。

文中使用NanoCoulter™对AMSC-Exo的粒径分布和Zeta电位进行了精确测量，这些数据对于理解AMSC-Exo的物理特性和稳定性至关重要，也为其后续的应用提供了基础数据支持。

通过NanoCoulter™，对AMSC-Exo的粒径表征和Zeta电位表征。AMSEC-Exo表现出稳定的粒径与电位分布情况。再次证明了鹿茸MSC外泌体的物理特性和稳定性。（参见Chem Eng J (IF=16.7) 工程化鹿茸干细胞外泌体的抗肿瘤功效）

为了评估AMSC-Exo在伤口愈合中的治疗效果，作者在小鼠身上建立了全层皮肤伤口模型。如图所示， G-Exo组的伤口闭合速度最快，第7天即可观察到明显愈合，到第16天几乎完全闭合。这些发现表明，AMSC-Exo能显著促进小鼠全层皮肤缺损的修复过程，实现更快更有效的伤口愈合。

应用文章 4

对人参来源的外泌体 (G-Exo) 的研究中，研究者们探究了G-Exo在抑制顺铂(CDDP)诱导的心脏毒性中的作用及其机制。研究结果表明，G-Exo 在体外有效减轻了 CDDP 诱导的氧化应激和细胞凋亡。G-Exo能够减少CDDP诱导的活性氧(ROS)产生，恢复线粒体膜电位，并抑制MAPK信号通路的激活，从而减少细胞凋亡。体内实验证实，G-Exo能够降低CDDP引起的小鼠血清中心肌肌钙蛋白T (cTnT)、肌酸激酶 (CK) 和乳酸脱氢酶 (LDH) 水平的升高，并减轻心脏组织的病理损伤，从而突出了G-Exo作为 CDDP 诱导的心脏毒性保护剂的治疗潜力。

文中借助NanoCoulter™精确表征了G-Exo的粒径和Zeta电位，帮助研究人员确认G-Exo的粒径分布及表面特性，证明了G-Exo良好的稳定性，适合应用于生物医学领域。

通过NanoCoulter™对AMSC-Exo进行粒径与Zeta电位表征。其平均粒径为69 nm，Zeta电位为-19 mV，表明G-Exo在溶液中具有良好的稳定性。

应用文章 5

这篇文章则介绍了一种新型的化疗药物递送系统，研究人员利用iRGD-TRP-PK1修饰的红细胞膜囊泡(RBCVs)来靶向治疗头颈癌(HNC)。该系统通过将iRGD（一种具有肿瘤穿透能力的肽）与TRP-PK1（一种能够自主插入细胞膜并形成钾离子通道的合成肽）结合，实现了对肿瘤细胞的靶向药物递送和释放。iRGD-TRP-PK1修饰的RBCVs能够在肿瘤细胞内的高钾环境中破裂，释放出运载的化疗药物，从而有效抑制肿瘤生长并减少对健康组织的毒性。

文中使用NanoCoulter™对RBCVs的粒径分布和Zeta电位进行了表征，这些数据对于评估药物递送系统的稳定性至关重要。借助RPS技术，研究人员能够优化RBCVs的制备过程，验证其理化性质，为其在治疗中的应用提供了重要的实验依据。

通过NanoCoulter™对RBCVs进行粒径、浓度和Zeta电位表征。在不同的结合状态中，可以测得明显的粒径分布差异。

NanoCoulter™不但在细胞囊泡的应用中展现出卓越的精确度、稳定性，在材料科学中对无机纳米颗粒的表征同样发挥着不可或缺的作用^[1]。

正因如此，NanoCoulter™ 作为一款高效精准的纳米颗粒分析仪，正不断助力生物医学与材料化学研究迈向新高度。通过精确测量纳米颗粒的粒径、浓度及单颗粒 Zeta 电位等关键参数，它为科研人员提供了更可靠、更详实的实验数据，加速科学探索的步伐。

随着技术的持续迭代和应用领域的不断拓展，NanoCoulter™的潜力远不止于此。未来，它将在更多科研与产业场景中大放异彩，成为探索纳米世界的重要桥梁，助力更多突破性的研究成果落地。让我们拭目以待！

参考文献

1.Yang M, Guo J, Li J, et al. Platycodon grandiflorum-derived extracellular vesicles suppress triple-negative breast cancer growth by reversing the immunosuppressive tumor microenvironment and modulating the gut microbiota. J Nanobiotechnology. 2025;23(1):92. Published 2025 Feb 7. doi:10.1186/s12951-025-03139-x

2.Li J, Xu J, Huang C, et al. Houttuynia cordata-Derived Exosome-Like Nanoparticles Mitigate Colitis in Mice via Inhibition of the NLRP3 Signaling Pathway and Modulation of the Gut Microbiota. Int J Nanomedicine. 2024:19 13991–14018. doi:10.2147/IJN.S493434

3.Meng D, Li Y, Chen Z, et al. Exosomes Derived from Antler Mesenchymal Stem Cells Promote Wound Healing by miR-21-5p/STAT3 Axis. Int J Nanomedicine. 2024:19 11257–11273. doi:10.2147/IJN.S481044

4.Yang S, Guo J, Chen D, et al. The Cardioprotective Effect of Ginseng Derived Exosomes via Inhibition of Oxidative Stress and Apoptosis. ACS Appl Bio Mater. Published online December 31, 2024. doi:10.1021/acsabm.4c01644

5.Bai S, Wang Z, Zhang Y, et al. iRGD-TRP-PK1-modified red blood cell membrane vesicles as a new chemotherapeutic drug delivery and targeting system in head and neck cancer. Theranostics. 2025;15(1):86-102. Published 2025 Jan 1. doi:10.7150/thno.99481

6.Pan C, Tian A, Wu M, et al. Photonic-Crystal-Printed Fabrics with Wash Resistance Properties for Color Stability Based on Hot Press Printing of ZnS Nanoparticles. ACS Appl. Nano Mater. 2024, 7, 20, 23722–23732. doi:10.1021/acsanm.4c04116

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