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為什么使用Exoid？選擇TRPS技術(shù)的四大核心理由|IZON納米顆粒系統(tǒng)

閱讀：107 發(fā)布時(shí)間：2026-8-5

摘要：本文基于IZON Science高級(jí)科學(xué)家發(fā)表在IZON的研究數(shù)據(jù)，系統(tǒng)闡述Exoid和TRPS技術(shù)的四大核心優(yōu)勢(shì)，為EV及納米醫(yī)學(xué)研究者提供技術(shù)選型參考。

關(guān)鍵詞：外泌體、細(xì)胞外囊泡、Exoid、TRPS、Zeta電位、單顆粒表征、納米顆粒、可調(diào)電阻脈沖傳感、粒徑分析、納米藥物

為什么使用Exoid？——選擇TRPS技術(shù)的四大核心理由

在細(xì)胞外囊泡、脂質(zhì)納米顆粒及病毒載體等生物納米顆粒研究領(lǐng)域，顆粒的粒徑、濃度和Zeta電位是決定其生物學(xué)功能與藥物遞送效率的關(guān)鍵質(zhì)量屬性。然而，“用什么技術(shù)來測(cè)量"這一問題，長(zhǎng)期困擾著無(wú)數(shù)研究者。

IZON Science自2008年起深耕納米顆粒分析領(lǐng)域，其核心產(chǎn)品Exoid搭載的可調(diào)電阻脈沖傳感（Tunable Resistive Pulse Sensing, TRPS）技術(shù)，憑借單顆粒級(jí)別的物理測(cè)量原理，直接測(cè)得顆粒真實(shí)粒徑、濃度與Zeta電位，突破光學(xué)類檢測(cè)手段的固有局限，為細(xì)胞外囊泡等生物納米顆粒提供高分辨率、可溯源的單顆粒表征方案。

以下結(jié)合IZON發(fā)表的研究數(shù)據(jù)，詳解選擇Exoid的四大理由。

一、TRPS技術(shù)原理速覽：為什么它能做到"逐個(gè)測(cè)量"？

在介紹四大理由之前，先簡(jiǎn)單介紹Exoid的核心技術(shù)-TRPS（Tunable Resistive Pulse Sensing，可調(diào)電阻脈沖傳感）。

TRPS工作原理示意圖

圖1. TRPS工作原理示意圖

TRPS的測(cè)量原理基于物理阻抗變化，而非光學(xué)信號(hào)：

1. 電解液環(huán)境：將待測(cè)納米顆粒懸浮于PBS等電解質(zhì)溶液中；

2. 通過納米孔：顆粒在外加壓力驅(qū)動(dòng)下逐個(gè)通過可調(diào)節(jié)孔徑的納米孔；

3. 產(chǎn)生阻斷信號(hào)：當(dāng)顆粒穿過納米孔時(shí)，取代部分電解液，導(dǎo)致孔內(nèi)離子電流出現(xiàn)瞬間阻斷（Blockade）；

4. 信號(hào)解碼：阻斷信號(hào)幅度與顆粒體積成正比→得出粒徑；阻斷信號(hào)頻率→得出顆粒濃度；阻斷信號(hào)持續(xù)時(shí)間反映顆粒運(yùn)動(dòng)速度→得出顆粒Zeta電位；

5. NIST溯源校準(zhǔn)：每次測(cè)量均使用與美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）追溯的標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)顆粒進(jìn)行比對(duì)，確保數(shù)據(jù)可重復(fù)、可比。

Exoid單顆粒表征系統(tǒng)

圖2. Exoid單顆粒表征系統(tǒng)

TRPS不依賴顆粒或分散劑的光學(xué)性質(zhì)先驗(yàn)知識(shí)，這意味著：顆粒的折射率未知？不用管。溶液略有顏色？不礙事。

二、選擇Exoid的四大理由詳解

理由1：準(zhǔn)確性高——Exoid"看得清"

準(zhǔn)確性是納米顆粒表征的準(zhǔn)則。用一組四模態(tài)標(biāo)準(zhǔn)品（含四種粒徑的顆粒混合物）對(duì)TRPS、NTA和MADLS（多角度動(dòng)態(tài)光散射）進(jìn)行了比較。

圖3. TRPS、NTA與MADLS在四模態(tài)樣品中的顆粒分辨能力.png

圖3. TRPS、NTA與MADLS在四模態(tài)樣品中的顆粒分辨能力

（圖片改編自Vogel et al., Sci Rep, 2017）

TRPS：四個(gè)顆粒群均清晰呈現(xiàn)，基線分離，準(zhǔn)確識(shí)別每一個(gè)亞群;

NTA：漏掉了一個(gè)顆粒群，將其他顆粒群混在一起，分辨率不足;

MADLS：模糊感知到四個(gè)顆粒群中間"可能有些什么"，無(wú)法分辨獨(dú)立亞群。

關(guān)鍵啟示：在納米藥物開發(fā)中，聚集體可能導(dǎo)致免疫原性反應(yīng)；在EV標(biāo)志物研究中，漏掉亞群可能意味著丟失關(guān)鍵的生物學(xué)信息。Exoid的準(zhǔn)確性不是"錦上添花"，而是"不能缺少"。

理由2：逐顆粒測(cè)量——從"群體平均"到"單顆粒表征"

Exoid僅需35µL樣品體積，即可實(shí)現(xiàn)逐顆粒（particle-by-particle）的粒徑和Zeta電位分析。更重要的是——可以導(dǎo)出每一個(gè)顆粒的原始數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)比較。

Exoid單顆粒分析能力

圖4. Exoid單顆粒分析能力

（A）三模態(tài)樣品中通過尺寸和濃度測(cè)量清晰顯示三個(gè)獨(dú)立顆粒群；

（B）通過尺寸和Zeta電位測(cè)量顯示三模態(tài)樣品中的不同亞群；

（C）對(duì)B中不同亞群的原始逐顆粒Zeta電位數(shù)據(jù)；

（D）顆粒裝載核酸后粒徑變化（改編自Vogel et al., Sci Rep, 2017）；

（E）顆粒裝載DNA后Zeta電位變化，**=p<0.01（改編自Kuhnemund & Nilsson, Biosens Bioelectron, 2015）

逐顆粒的分析能力在多種研究中已經(jīng)展現(xiàn)出巨大價(jià)值：

納米載藥監(jiān)控：通過追蹤每個(gè)顆粒裝載藥物前后的尺寸和濃度變化，評(píng)估裝載效率；

異質(zhì)亞群區(qū)分：在多分散EV樣本中，通過尺寸與Zeta電位的雙參數(shù)散點(diǎn)圖，可無(wú)標(biāo)記地可視化不同亞群——例如，區(qū)分外泌體、微囊泡和脂蛋白顆粒；

統(tǒng)計(jì)分析：導(dǎo)出單顆粒數(shù)據(jù)后，可對(duì)整個(gè)樣本或樣本內(nèi)不同亞群進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析比較。

理由3：實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分析——見證顆粒的"此時(shí)此刻"

Exoid樣品在測(cè)量過程中是開放可及的。

Exoid的設(shè)計(jì)將待測(cè)樣品置于上流體池中。一旦打開設(shè)備蓋子，樣品即可自由接觸。這意味著你可以直接在測(cè)量孔中向樣品添加試劑，并實(shí)時(shí)追蹤顆粒的變化。

Exoid實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分析

圖5. Exoid實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分析

（A）添加表面修飾劑或裝載貨物時(shí)測(cè)量顆粒實(shí)時(shí)變化的兩個(gè)簡(jiǎn)單步驟；

（B）按步驟A添加DNA后顆粒Zeta電位的實(shí)時(shí)下降數(shù)據(jù)（改編自Vogel et al., Sci Rep, 2017）

這一能力的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值很豐富：

納米裝載過程監(jiān)控：利用此功能實(shí)時(shí)監(jiān)控DNA裝載到磁性納米顆粒上的過程，觀察到顆粒Zeta電位隨DNA裝載而持續(xù)下降，從而計(jì)算裝載效率和時(shí)間窗口。

理由4：可調(diào)性——靈活適配從EV到微生物的全尺度測(cè)量

TRPS中的"T"代表Tunable（可調(diào)），這是Exoid區(qū)別于所有固定孔徑設(shè)備的核心設(shè)計(jì)理念。

可調(diào)性體現(xiàn)在兩個(gè)層面：

1）多納米孔尺寸可選。Exoid支持多種納米孔型號(hào)，覆蓋較寬的測(cè)量范圍（以下只展示部分）

納米孔型號(hào)	典型測(cè)量范圍	適用樣品示例
NP100	50–330nm	外泌體、小型EV、AAV病毒載體
NP200	85–500nm	中型EV、慢病毒、小型LNP
NP300	130–900nm	大型EV、微囊泡、中型LNP
NP1000	490nm–2900nm	細(xì)胞、微米級(jí)顆粒
NP4000	1990nm–11300nm	游動(dòng)孢子、微生物、大細(xì)胞

表. Exoid納米孔檢測(cè)范圍和適配樣本

2）納米孔拉伸調(diào)節(jié)。選定一種納米孔后，還可通過Exoid的自動(dòng)化系統(tǒng)將納米孔拉伸到不同孔徑寬度，無(wú)需更換納米孔即可優(yōu)化不同尺寸顆粒的測(cè)量條件。這意味著一種納米孔就可以覆蓋跨越數(shù)倍的尺寸范圍，提升了操作的靈活性和效率。

Exoid可調(diào)性的應(yīng)用

圖6. Exoid可調(diào)性的應(yīng)用

（A）使用TRPS測(cè)量攜帶SARS-CoV-2 siRNA的小型脂質(zhì)納米顆粒（數(shù)據(jù)改編自Idris et al., Mol Ther, 2021）；

（B）使用TRPS測(cè)量大型游動(dòng)孢子（數(shù)據(jù)改編自Lacalendola et al., Fungal Genet Biol, 2022）

三、Exoid應(yīng)用場(chǎng)景

Exoid的寬量程和高分辨率使其應(yīng)用在多個(gè)前沿領(lǐng)域。

3.1 細(xì)胞外囊泡（EVs）/外泌體研究

獲取EV的真實(shí)濃度與尺寸分布，為標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)和液體活檢提供可靠數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；

監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)展或儲(chǔ)存條件對(duì)EV Zeta電位的影響；

高分辨率識(shí)別EV異質(zhì)亞群（外泌體vs.微囊泡vs.脂蛋白），無(wú)需熒光標(biāo)記；

與qEV純化柱聯(lián)用，形成"分離→表征"標(biāo)準(zhǔn)化閉環(huán)，滿足MISEV指南要求。

3.2 脂質(zhì)納米顆粒（LNPs）/脂質(zhì)體

高分辨率捕捉LNP裝載mRNA/siRNA前后的微小尺寸變化；

評(píng)估LNP制劑的聚集行為和凍融穩(wěn)定性——Exoid可檢測(cè)到大聚集體。

3.3 病毒與病毒樣顆粒（VLPs）

真正定量測(cè)量總病毒滴度，替代TCID??等傳統(tǒng)耗時(shí)方法，為基因治療和疫苗開發(fā)中的病毒載體提供標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量控制數(shù)據(jù)；

檢測(cè)缺陷干擾顆粒（Defective Interfering Particles, DIPs）——一種影響病毒載體質(zhì)量但常被忽視的顆粒亞群。

3.4 納米藥物遞送系統(tǒng)

為納米級(jí)藥物產(chǎn)品提供全面的粒徑、濃度和Zeta電位三合一測(cè)量方案；

實(shí)時(shí)監(jiān)控藥物裝載效率，縮短處方篩選周期。

關(guān)于 IZON Science

IZON Science成立于2008年，總部位于新西蘭，是全球納米顆粒分離與分析解決方案提供商，同時(shí)掌握外泌體純化和外泌體單顆粒表征兩大核心技術(shù)，通過ISO 13485認(rèn)證。上海曼博生物（MineBio）是IZON Science在中國(guó)合作伙伴，可提供qEV全系列純化柱、自動(dòng)化純化系統(tǒng)及Exoid/Pulsoid表征設(shè)備的銷售、技術(shù)支持和本地化服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

1. Akers JC, et al. Comparative Analysis of Technologies for Quantifying Extracellular Vesicles (EVs) in Clinical Cerebrospinal Fluids (CSF). PLoS ONE 11, (2016).

2. Vestad B, et al. Size and concentration analyses of extracellular vesicles by nanoparticle tracking analysis: a variation study. J Extracell Vesicles 6, 1344087 (2017).

3. Bachurski D, et al. Extracellular vesicle measurements with nanoparticle tracking analysis – An accuracy and repeatability comparison between NanoSight NS300 and ZetaView. J Extracell Vesicles 8, 1596016 (2019).

4. Vogel R, et al. Measuring particle concentration of multimodal synthetic reference materials and extracellular vesicles with orthogonal techniques: Who is up to the challenge? J Extracell Vesicles 10, (2021).

5. Kuhnemund M & Nilsson M. Digital quantification of rolling circle amplified single DNA molecules in a resistive pulse sensing nanopore. Biosens Bioelectron 67, 11-17 (2015).

6. Vogel R, et al. High-Resolution Single Particle Zeta Potential Characterisation of Biological Nanoparticles using Tunable Resistive Pulse Sensing. Sci Rep 7, (2017).

7. Idris A, et al. A SARS-CoV-2 targeted siRNA-nanoparticle therapy for covid. Mol Ther 29, 2219-2226 (2021).

8. Lacalendola N, et al. Biomechanical responses of encysted zoospores of the oomycete Achlya bisexualis to hyperosmotic stress are consistent with an ability to turgor regulate. Fungal Genet Biol 159, (2022).

9. Timms K. 4 Reasons Why You Should Be Using the Exoid. IZON Science News, November 28, 2024.

聲明

本文內(nèi)容基于IZON Science公開發(fā)表的技術(shù)文章及同行評(píng)審文獻(xiàn)編寫(原文：Kate Timms, PhD. "4 Reasons Why You Should Be Using the Exoid." IZON Science, 2024.)，旨在為科研工作者提供技術(shù)信息的分享與解讀，不構(gòu)成醫(yī)療建議或商業(yè)承諾。文中所有數(shù)據(jù)均來自可追溯的原始文獻(xiàn)，引用已標(biāo)注。產(chǎn)品信息以IZON Science廠家發(fā)布為準(zhǔn)。

本文基于IZON Science公開資料由其中國(guó)提供商上海曼博生物整理，用于科研信息分享、實(shí)驗(yàn)參考等。上海曼博生物可提供IZON Science Exoid、Pulsoid納米顆粒分析儀、qEV系列外泌體純化柱及自動(dòng)化純化系統(tǒng)等產(chǎn)品。