一、切向流过滤原理
切向流过滤利用泵驱动液体以平行于膜表面的方式流动，产生切向流。这种流动方式使得溶质和颗粒在膜表面形成浓度梯度，减少膜表面的浓差极化和污染，提高过滤效率。在压力驱动下，小于膜孔径的分子（如溶剂和小分子溶质）透过膜，而大于膜孔径的颗粒（如胞外囊泡）被截留并浓缩。
二、切向流过滤在胞外囊泡浓缩中的应用
1.选择合适的膜材料和孔径
膜材料：常用的膜材料包括聚醚砜（PES）、聚偏氟乙烯（PVDF）和再生纤维素（RC）等。这些材料具有良好的化学稳定性和生物相容性。
膜孔径：根据胞外囊泡的大小（通常为30-200纳米），选择适当孔径的膜，如100 kDa或300 kDa的超滤膜，以有效截留胞外囊泡。
2.优化操作条件
跨膜压力（TMP）：控制适当的TMP，过高可能导致膜污染和损坏，过低则降低过滤效率。
切向流速：较高的切向流速有助于减少膜表面的浓差极化和污染，但过高的流速会增加能耗和设备磨损。
温度：适当的温度可以提高溶液的流动性，但需注意避免对胞外囊泡生物活性的影响。
3.浓缩过程
初始样品处理：将含有胞外囊泡的样品进行预处理，如离心去除细胞碎片和大颗粒。
循环浓缩：将样品通过切向流过滤系统进行循环，逐渐浓缩胞外囊泡。过程中可添加缓冲液以维持体积和渗透压。
终浓度控制：根据后续应用需求，控制胞外囊泡的最终浓度和体积。
三、切向流过滤在胞外囊泡洗滤中的应用
1.去除杂质
小分子溶质：通过选择合适的膜孔径，有效去除样品中的小分子杂质，如盐类、代谢废物等。
蛋白质：切向流过滤可去除游离的蛋白质，提高胞外囊泡的纯度。
2.缓冲液交换
更换缓冲体系：在浓缩过程中，可通过添加新的缓冲液，实现缓冲体系的更换，满足后续实验或治疗的需求。
维持稳定性：合适的缓冲液有助于维持胞外囊泡的结构和生物活性。
3.无菌过滤
除菌处理：在最终收集前，可通过0.22微米或0.45微米的无菌滤膜，确保胞外囊泡制品的无菌性。
四、切向流过滤的优势
1.高效浓缩：能够在短时间内实现高倍数的浓缩，提高胞外囊泡的产量。
2.保持活性：切向流过滤条件温和，对胞外囊泡的结构和功能影响小，有助于保持其生物活性。
3.可扩展性：适用于不同规模的实验和生产需求，从小试到中试乃至工业化生产。
4.灵活性：可通过调整膜孔径和操作条件，适应不同来源和性质的胞外囊泡。
五、注意事项
1.膜污染控制：定期监测跨膜压力，及时清洗或更换膜组件，防止膜污染影响过滤效率。
2.样品处理：避免样品中含有大颗粒或高浓度的固体，防止膜堵塞。
3.设备维护：定期校准泵和压力传感器，确保系统稳定运行。
4.质量控制：在浓缩和洗滤过程中，定期取样检测胞外囊泡的浓度、纯度和活性。
六、应用实例
1.生物医学研究：用于从细胞培养上清或生物体液中富集胞外囊泡，供下游的组学分析或功能研究。
2.疾病诊断：浓缩和纯化胞外囊泡，作为生物标志物来源，用于液体活检。
3.药物递送：制备高纯度的胞外囊泡，作为药物载体，用于靶向治疗。
