Kumar, S., Han, J. A., Michael, I. J., Ki, D., Sunkara, V., Park, J., ... & Cho, Y. K. (2019). Human platelet membrane functionalized microchips with plasmonic codes for cancer detection. Advanced Functional Materials, 29(30), 1902669.
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암 세포 유래 EVs를 고감도, 고특이적으로 검출하기 위해 혈소판 세포막으로 표면을 코팅한 마이크로칩(PLT-Chip)을 개발하고, 이를 Plasmonic Codes와 결합하여 진단 정확도를 높임.
1. 
배경 및 필요성
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*EVs (Extracellular Vesicles)**는 암 세포가 분비하는 정보전달 물질로, 암 조기 진단을 위한 **액체생검(liquid biopsy)**의 유망한 바이오마커.
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기존 EV 진단 기술의 한계:
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EV 수가 적고, 표면 마커가 이질적(heterogeneous)이라 항체 기반 검출의 민감도 한계 존재.
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혈소판은 암세포와 직접적인 상호작용을 하며 암의 전이에 기여하는 것으로 알려져 있음 → 이를 생체모사 플랫폼으로 활용.
2. PLT-Chip 기술 개요
구성 요소 | 설명 |
PMS (Platelet Membrane Surface) | 유리기판 위에 혈소판 유래 세포막을 코팅한 구조. 암 EVs와 특이적으로 결합함 |
PNs (Plasmonic Nanoprobes) | EV 표면 마커에 특이적으로 결합하는 금속 나노입자. 색상별로 마커 다르게 코딩 |
Microfluidic Chamber | 소량(1 μL) 혈장으로도 분석 가능하도록 제작된 마이크로플루이딕 시스템 |
3. 작동 원리
1.
혈소판 유래 세포막(PMV)을 산성 조건(pH 5)에서 유리 표면에 코팅 → PMS 형성
2.
샘플(혈장 or 배양상)의 EVs가 PMS에 결합
3.
세 가지 PN을 사용해 EV를 시각화 및 정량
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GPN: Anti-CD9 AuNP (녹색)
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RPN: Anti-CD81 Au nanorod (빨강)
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BPN: IgG-Ag@Au (파랑, 비특이 결합 확인용)
4.
*Dark-field microscopy (DFM)**로 단일 EV 수준에서 광산란 신호 분석
4. 주요 결과
EV 특이적 결합 확인
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암세포 유래 EV (LNCaP, A549, T24, MCF-7, MDA-MB-231)에서 강한 녹색/빨강 산란 신호
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정상세포 유래 EV에서는 신호 거의 없음
고감도 검출
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검출 한계: 0.05 ng/μL
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단 1 μL의 혈장으로도 검출 가능
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RGB 플라즈모닉 시그널을 조합하여 단일 EV 단위에서 고해상도 분석
3D 종양 스페로이드 모델 및 임상 샘플 적용
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종양이 자랄수록 EV 양 증가 → 진단 가능성 제시
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전립선암 환자 혈장에서 정상보다 3배 이상 강한 신호 확인