一滴泪的时间就足够。
现代医学已经提供了多种癌症筛查和检测方式，包括基因检测、癌症标志物检测、内镜检查等。但前两种手段需要抽血，属有创性检查，而内镜检查会带来一定的痛苦。
外泌体的发现，为癌症筛查带来了新的可能。外泌体是一种细胞分泌到胞外的囊泡，广泛存在于血浆、唾液、尿液、泪液等各种体液中，并参与细胞间的物质运输与信息传递，调控细胞生理活动。其丰富的表面蛋白中有些会在发生癌症、病毒感染和器官损伤时增加。此外，来自肿瘤的外泌体可以强烈影响肿瘤的调节、进展和转移。体液中的外泌体正成为乳腺癌、肝细胞癌等癌症，以及围产期心肌病有前景的诊断靶点。
然而，由于技术限制，现阶段科学家仍无法分离出数量和纯度符合检测标准的外泌体。分离外泌体需要使用超速离心机或密度梯度离心机进行预处理，前者会导致样本中存在大量可溶性蛋白和细胞颗粒等污染物，后者的分离方法虽然更简单但需要至少10小时才能完成干净、有效的分离。这些都成为利用外泌体进行癌症筛查和诊断的阻碍。
美国寺崎生物医学创新研究所（TIBI）的科学家在这一方面取得了突破。他们发明了一种隐形眼镜，可以捕获和检测泪液中的外泌体。泪液不仅是一种极易获得的体液，而且相比于含有较多细胞碎片、水或脂溶性代谢物和蛋白酶的血浆、尿液和唾液，泪液更加“清洁”。
图源：参考文献[1]如何组装这样一副隐形眼镜？
在本研究中，科学家开发了一个生物传感器平台，用于灵敏地捕获和检测泪液中的外泌体。
首先，研究人员将甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、二甲基丙烯酸乙二醇酯（EDGMA）和光引发剂Darocur均匀混合，注入透镜状模具中，用紫外线照射使它们产生聚合反应，生成聚甲基丙烯酸羟乙酯（PHEMA）。这是一种优异的化学发光(CL)材料，具有卓越的机械性能、光学透明度和生物相容性。
然后用激光将其切割成所需形状，制造出化学发光(CL)生物传感器。化学发光是目前最先进的、主流的化学生物检测方法，可以快速、准确、安全无创地检测泪液的PH值、离子和生物分子，已被用于各种眼部疾病的诊断。
之后，通过激光切割和雕刻，将深50μm，直径3㎜的抗体偶联信号微腔(ACSM)集成到该传感器上，既保留微腔结构，又不影响传感器的原始结构和性能。将该微腔放置在传感器边界处，作为容纳抗体的保护腔，避免抗体在与角膜接触时被擦掉。微腔须置于虹膜周围的晶状体区域，以免妨碍视力。然后，对微腔进行斜切，使泪液流入传感器。
图源：参考文献[1]最后，对微腔表面进行化学改性，使其与捕获外泌体的抗体相结合。研究人员没有采用常规的胺偶联反应，而是用含有琥珀酸的有机硅氧烷分子激活微腔表面，使其易与抗体上的氨基发生反应，从而与抗体结合。
为了检测抗体所捕获的外泌体，研究人员用金纳米颗粒(AuNP)作为染色剂来标记抗CD9(外泌体表面上的分化抗原)抗体，使外泌体可视化，然后用比色法进行分析。金纳米颗粒的化学性质稳定，且易与抗体结合，常用于标记生物分子。
利用金纳米颗粒使外泌体可视化并进行比色分析图源：参考文献[1]
是否有效？佩戴安全性如何？
研究人员收集了10名志愿者的泪液，所有样本都可检测出外泌体。
但不同类型细胞的外泌体分泌率差异很大，因此研究人员选择了代表不同生理组织（来自乳腺上皮、静脉内皮、真皮层的细胞）和癌症类型（胶质母细胞瘤、乳腺癌、肝癌、胰腺癌等）的十种不同细胞系进行外泌体检测。所有细胞系的上清液中都检出了外泌体及其分泌物，证明这款隐形眼镜具有广泛的应用前景。
基于对初步验证结果的分析，研究人员认为，这款隐形眼镜可以用于分离外泌体，并区分正常细胞系和癌细胞系的表面蛋白表达。
作为一款与角膜直接接触的产品，其必须具有良好的生物相容性，无毒、无刺激、不致敏。研究人员指出，这款隐形眼镜中以聚甲基丙烯酸羟乙脂为材料的化学发光生物传感器已获美国食品药品管理局（FDA）批准。在生物相容性测定中，在该隐形眼镜上接种细胞后，第1、3、7天的细胞存活率分别为96.2–99.9%，97.7-99.3%和95.0-98.3%，这表明所用材料不会引起细胞毒性。
研究人员还指出，其设计和制造确保了最大的佩戴安全性。例如，使微腔的腔壁倾斜，以最大限度减少锋利边缘；仅对微腔的底部进行了化学改性。
研究人员表示，有了这些令人鼓舞的结果后，实验室正在检测针对癌症、病毒和其他疾病的外泌体。这款隐形眼镜有望成为强大的诊断工具，用于诊断从癌症到病毒感染的不同疾病。
参考文献
[1]