Vì sao các phương pháp tinh sạch EVs truyền thống khó đáp ứng khi scale-up?

Một sai lầm phổ biến trong phát triển EVs là lựa chọn phương pháp phù hợp cho nghiên cứu ban đầu nhưng khó mở rộng ở giai đoạn sau. Khi đó, quy trình có thể phải thay đổi giữa chừng. Điều này làm dữ liệu R&D khó so sánh với dữ liệu pilot-scale, kéo dài thời gian tối ưu và tăng rủi ro khi chuyển đổi quy mô.

Vì vậy, với các đơn vị có định hướng phát triển EVs dài hạn, lựa chọn hệ thống phân lập nên dựa trên ba câu hỏi:

▪️ Công nghệ này có phù hợp với nhiều loại mẫu và nhiều mức thể tích không?

▪️ Có giúp kiểm soát hiệu suất, độ tinh khiết và độ tái lập giữa các mẻ hay không?

▪️ Có thể kết nối với các bước downstream như QC, chiết rót, đông khô và bảo quản không?

Một hệ thống tốt không chỉ giải quyết bước phân lập hiện tại, mà còn phải hỗ trợ lộ trình mở rộng quy trình trong tương lai.

Một số phương pháp phân lập exosome truyền thống

Các phương pháp như siêu ly tâm, kết tủa polymer, SEC hoặc TFF đều có vai trò trong nghiên cứu EVs. Tuy nhiên, khi mục tiêu chuyển từ R&D sang sản xuất, các giới hạn bắt đầu rõ hơn.

Siêu ly tâm là phương pháp truyền thống, quen thuộc trong nhiều phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, phương pháp này thường mất thời gian và phụ thuộc thao tác của người vận hành. Khi số lượng mẫu hoặc thể tích tăng lên, khả năng duy trì độ tái lập giữa các mẻ trở thành thách thức.

Kết tủa polymer có ưu điểm là dễ triển khai, nhưng nhược điểm lớn là dễ đồng phân lập protein, polymer dư hoặc các thành phần không phải EVs. Với các nghiên cứu cần mẫu sạch cho characterization hoặc phát triển sản phẩm, độ tinh sạch hạn chế là một điểm cần cân nhắc.

▪️ SEC giúp cải thiện độ tinh sạch và thường nhẹ nhàng hơn với EVs, nhưng có thể làm pha loãng mẫu và bị giới hạn bởi thể tích tải mẫu. Nếu dùng đơn lẻ, SEC có thể chưa đủ cho bài toán cho sản xuất quy mô lớn hơn.

▪️ TFF có tiềm năng tốt hơn cho xử lý thể tích lớn, đặc biệt trong cô đặc dịch nuôi cấy. Tuy nhiên, TFF cần tối ưu màng lọc, áp suất, tốc độ dòng, tải lượng mẫu và nguy cơ fouling. Nếu không kiểm soát tốt, EVs có thể thất thoát trên màng hoặc chất lượng mẫu sau xử lý bị ảnh hưởng.

▪️ Điểm chung của nhiều phương pháp truyền thống là khó tạo ra một workflow liền mạch, dễ chuẩn hóa và dễ mở rộng. Ở R&D, điều này có thể chấp nhận được. Nhưng ở pilot-scale hoặc sản xuất, biến thiên giữa người vận hành, thời gian xử lý dài và độ tinh sạch không ổn định đều có thể trở thành rào cản.

Phương pháp phân lập exosome tự động giúp chuyển đổi liền mạch từ R&D sang sản xuất

Trong phát triển EVs hiện nay, tự động hóa không chỉ được quan tâm vì giúp tiết kiệm thời gian. Giá trị lớn hơn nằm ở khả năng giảm biến thiên thao tác và chuẩn hóa điều kiện vận hành.

Một hệ thống phân lập EVs hiện đại cần hỗ trợ đồng thời ba mục tiêu:

▪️ Hiệu suất ổn định hơn: thu hồi được lượng EVs đủ cho QC và các bước downstream.

▪️ Độ tinh khiết cao hơn: giảm protein nền, nucleic acid tự do và hạt không mong muốn.

▪️ Độ tái lập tốt hơn: hạn chế khác biệt giữa người vận hành và giữa các mẻ.

Trên thế giới hiện nay, hệ thống EXODUS sở hữu công nghệ phân lập vô cùng ấn tượng. Hoạt động dựa trên hệ thống lọc nano màng kép, được tích hợp bằng dao động áp suất âm định kỳ (periodic negative pressure oscillation – NPO) và dao động điều hòa kép (double-coupled harmonic oscillations – HO). Các tạp chất trong mẫu, chẳng hạn như axit nucleic tự do và protein, có thể được loại bỏ nhanh chóng, và exosome được giữ lại bởi các lỗ nano, giúp tinh chế và làm giàu exosome.

EXODUS H-600 cho R&D với tốc độ xử lý tối đa 200 mL/giờ, hiệu suất và độ tinh khiết cao (Tỉ lệ loại bỏ protein tạp > 99%, Tỉ lệ thu hồi exosome > 90%). Với EXODUS T-2800 – hệ thống phân lập exosome cho quy mô lớn, được thiết kế cho thể tích xử lý 0,5–10 L, hiệu quả loại bỏ protein >99%, particle-to-protein ratio >3×10⁸ particles/µg protein và nồng độ exosome sau phân lập >1×10¹¹ particles/mL tùy mẫu và chương trình phân lập. Gần đây, EXODUS Bio. (hãng sản xuất hệ thống EXODUS) đã ra mắt Hệ thống phân lập đa kênh – EXODUS M-600, giúp chuyển đổi liền mạch từ R&D sang sản xuất.

EXODUS là hệ thống phân lập exosome tự động, exosome không bị gắn liên kết (label-free), và hiệu quả cao. Với EXODUS, người dùng có thể phân lập 1 cách dễ dàng và nhanh chóng các exosome còn nguyên vẹn, chất lượng cao, năng suất và độ tinh khiết tuyệt vời từ nhiều loại mẫu sinh học với thể tích khác nhau. Một hệ thống tự động giúp người dùng kiểm soát tốt hơn các tham số vận hành, giảm phụ thuộc vào thao tác thủ công và tạo nền tảng cho chuyển đổi từ R&D sang pilot-scale.