Exosomes, nanosized membrane-bound vesicles released by cells, play roles in cell signaling, immunology, virology, and oncology. Their study, however, has been hampered by difficulty in isolation and quantification due to their size and the complexity of biological samples. Conventional approaches to improved isolation require specialized equipment and extensive sample preparation time. Therefore, isolation and detection methods of exosomes will benefit biological and clinical studies. Here, we report a microfluidic platform for inline exosome isolation and fluorescent detection using inertial manipulation of antibody-coated exosome capture beads from biological fluids.

1.
F. F.
van Doormaal
,
A.
Kleinjan
,
M.
Di Nisio
,
H. R.
Büller
, and
R.
Nieuwland
,
Neth. J. Med.
67
,
266
(
2009
); available at http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19687520.
2.
A. V.
Vlassov
,
S.
Magdaleno
,
R.
Setterquist
, and
R.
Conrad
,
Biochim. Biophys. Acta, Gen. Subj.
1820
,
940
948
(
2012
).
3.
S.
Mathivanan
,
H.
Ji
, and
R. J.
Simpson
,
J. Proteomics
73
,
1907
(
2010
).
4.
M.
Mittelbrunn
and
F.
Sánchez-Madrid
,
Nat. Rev. Mol. Cell Biol.
13
,
328
(
2012
).
5.
H.
Peinado
,
M.
Alečković
,
S.
Lavotshkin
,
I.
Matei
,
B.
Costa-Silva
,
G.
Moreno-Bueno
,
M.
Hergueta-Redondo
,
C.
Williams
,
G.
García-Santos
,
C. M.
Ghajar
,
A.
Nitadori-Hoshino
,
C.
Hoffman
,
K.
Badal
,
B. A.
Garcia
,
M. K.
Callahan
,
J.
Yuan
,
V. R.
Martins
,
J.
Skog
,
R. N.
Kaplan
,
M. S.
Brady
,
J. D.
Wolchok
,
P. B.
Chapman
,
Y.
Kang
,
J.
Bromberg
, and
D.
Lyden
,
Nat. Med.
18
,
883
(
2012
).
6.
C.
Théry
,
S.
Amigorena
,
G.
Raposo
, and
A.
Clayton
,
Curr. Protoc. Cell Biol.
30
,
3.22.1
3.22.29
(
2006
).
7.
C. S.
Lau
and
D. T. W.
Wong
,
PLoS One
7
,
e33037
(
2012
).
8.
V.
Palanisamy
,
S.
Sharma
,
A.
Deshpande
,
H.
Zhou
,
J.
Gimzewski
, and
D. T.
Wong
,
PLoS One
5
,
e8577
(
2010
).
9.
M.-P.
Caby
,
D.
Lankar
,
C.
Vincendeau-Scherrer
,
G.
Raposo
, and
C.
Bonnerot
,
Int. Immunol.
17
,
879
(
2005
).
10.
S.
Keller
,
M. P.
Sanderson
,
A.
Stoeck
, and
P.
Altevogt
,
Immunol. Lett.
107
,
102
(
2006
).
11.
C.
Thery
,
L.
Zitvogel
, and
S.
Amigorena
,
Nat. Rev. Immunol.
2
,
569
(
2002
).
12.
C.
Beyer
and
D. S.
Pisetsky
,
Nat. Rev. Rheumatol.
6
,
21
(
2010
).
13.
M.
Logozzi
,
A.
De Milito
,
L.
Lugini
,
M.
Borghi
,
L.
Calabrò
,
M.
Spada
,
M.
Perdicchio
,
M. L.
Marino
,
C.
Federici
,
E.
Iessi
,
D.
Brambilla
,
G.
Venturi
,
F.
Lozupone
,
M.
Santinami
,
V.
Huber
,
M.
Maio
,
L.
Rivoltini
, and
S.
Fais
,
PLoS One
4
,
e5219
(
2009
).
14.
D. D.
Taylor
,
C.
Gercel-Taylor
 et al.,
Gynecol. Oncol.
110
,
13
(
2008
).
15.
B.
Mostert
,
S.
Sleijfer
,
J. A.
Foekens
, and
J. W.
Gratama
,
Cancer Treat. Rev.
35
,
463
(
2009
).
16.
B. J.
Tauro
,
D. W.
Greening
,
R. A.
Mathias
,
S.
Mathivanan
,
H.
Ji
, and
R. J.
Simpson
,
Mol. Cell. Proteomics
12
,
587
598
(
2012
).
17.
C.
Chen
,
J.
Skog
,
C.-H.
Hsu
,
R. T.
Lessard
,
L.
Balaj
,
T.
Wurdinger
,
B. S.
Carter
,
X. O.
Breakefield
,
M.
Toner
, and
D.
Irimia
,
Lab Chip
10
,
505
(
2010
).
18.
Z.
Wang
,
H.
Wu
,
D.
Fine
,
J.
Schmulen
,
Y.
Hu
,
B.
Godin
,
J. X. J.
Zhang
, and
X.
Liu
,
Lab Chip
13
,
2879
(
2013
).
19.
D.
Duffy
,
J. C.
McDonald
,
S.
Olivier
, and
G.
Whitesides
,
Anal. Chem.
70
,
4974
(
1998
).
20.
D. R.
Gossett
,
H. T. K.
Tse
,
J. S.
Dudani
,
K.
Goda
,
T. A.
Woods
,
S. W.
Graves
, and
D.
Di Carlo
,
Small
8
,
2757
2764
(
2012
).
21.
S. C.
Hur
,
H. T. K.
Tse
, and
D.
Di Carlo
,
Lab Chip
10
,
274
(
2010
).
23.
H.
Shapiro
,
Practical Flow Cytometry
, 4th ed. (
Wiley-Liss
,
New York
,
2003
).
24.
A.
Chung
,
D.
Gossett
, and
D.
Di Carlo
,
Small
9
,
685
(
2013
).
25.
A.
Chung
,
D.
Pulido
,
J. C.
Oka
,
H.
Amini
,
M.
Masaeli
, and
D.
Di Carlo
,
Lab Chip
13
,
2942
2949
(
2013
).
26.
E. J.
Lim
,
T. J.
Ober
,
J. F.
Edd
,
S. P.
Desai
,
D.
Neal
,
K. W.
Bong
,
P. S.
Doyle
,
G. H.
McKinley
, and
M.
Toner
,
Nat. Commun.
5
,
4120
(
2014
).
27.
E. J.
Lim
,
T. J.
Ober
,
J. F.
Edd
,
G. H.
McKinley
, and
M.
Toner
,
Lab Chip
12
,
2199
(
2012
).
28.
S.
Yang
,
J. Y.
Kim
,
S. J.
Lee
,
S. S.
Lee
, and
J. M.
Kim
,
Lab Chip
11
,
266
(
2011
).
29.
See supplementary material at http://dx.doi.org/10.1063/1.4907807 for figures describing microchannel design, flow cytometry setup, and detection of exosomes in blood samples and conditioned breast cancer media.

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.