外泌体（Exosomes）是一类由细胞主动分泌的纳米级细胞外囊泡，近年来在生命科学与医学研究中受到广泛关注。作为细胞间信息传递的重要载体，外泌体在疾病诊断、作用机制研究以及药物递送等方向均显示出重要研究价值。

在外泌体研究中，高分辨成像与准确粒径分析是基础且关键的环节。本文将结合Pharos STEM 台式场发射生物电镜，介绍外泌体的基础概念、研究挑战以及在电镜条件下的形貌与粒径表征特点。

PART 01｜什么是外泌体（Exosomes）？

细胞外囊泡（Extracellular Vesicles，EVs）是细胞在正常生理或病理状态下主动释放的一类膜性结构，几乎存在于所有生物体中。根据来源与尺寸差异，EVs 通常可分为三类：

• 外泌体（Exosomes，EXOs）

• 微囊泡（Microvesicles，MVs）

• 凋亡小体（Apoptotic bodies，ABs）

其中，外泌体是尺寸最小的一类，直径通常为 30–150 nm（平均约 100 nm），主要来源于细胞内吞系统。

外泌体广泛存在于多种生理体液中，如血液、尿液、唾液、精液、母乳、脑脊液、胆汁等，为液体活检和非侵入式检测提供了重要研究对象。

图 1：细胞外囊泡（EVs）的三种主要亚群示意图

PART 02｜外泌体的生物形成过程

外泌体的形成过程具有高度的生物学调控特性：

1. 细胞膜内陷形成早期核内体（ESEs）

2. ESEs 逐渐成熟为晚期核内体（LSEs）

3. 核内体膜向内出芽，形成多个腔内囊泡（ILVs）

4. 含有 ILVs 的结构被称为多囊泡体（MVBs）

在 ESCRT 复合物等分子机制的调控下，特定蛋白质、核酸和脂质被选择性装载进入囊泡中。
当 MVBs 与质膜融合时，内部囊泡被释放到细胞外，即形成外泌体；若与溶酶体融合，则被降解。

相比之下，**微囊泡（MVs）**则是通过细胞膜直接向外出芽产生，其形成机制与外泌体存在本质差异。

图 2：细胞外囊泡（EVs）的生物合成过程示意

PART 03｜外泌体研究的意义与现实挑战

1️⃣ 研究与应用价值

外泌体因其天然来源和生物相容性，在多个方向展现出研究潜力：

• 细胞间通讯研究：携带蛋白质、脂质、miRNA、mRNA 等信息分子

• 疾病机制探索：与肿瘤、神经退行性疾病、心血管疾病等密切相关

• 药物递送载体：可作为 RNA、化疗药物和免疫调节分子的递送平台

• 液体活检：为疾病早期诊断和疗效监测提供新思路

2️⃣ 关键技术挑战

尽管研究前景广阔，外泌体在实际应用中仍面临多方面挑战：

• 分离纯化难度大：得率、纯度与操作复杂度难以平衡

• 样本异质性明显：来源、培养条件和方法差异导致结果可比性不足

• 体内行为机制尚不清晰：分布、清除和递送效率仍需深入研究

• 安全性评估不足：长期生物学效应和潜在免疫风险仍待验证

在这一背景下，高分辨结构表征手段成为外泌体研究中不可或缺的重要工具。

PART 04｜Pharos STEM 下的外泌体形貌与粒径分析

透射电子显微镜（TEM / STEM）在外泌体研究中被广泛视为形貌与粒径表征的核心技术手段之一。

为什么 STEM 对外泌体研究重要？

• 可直接观察单个外泌体的真实形貌

• 精确测量粒径并统计粒径分布

• 辅助区分外泌体与微囊泡、脂蛋白等杂质

• 验证分离纯化工艺的有效性

Pharos STEM 台式场发射生物电镜的成像特征

在Pharos STEM 台式场发射电镜条件下，外泌体通常呈现以下特征：

• 形貌多为杯状或轻微凹陷的圆盘状（与 TEM 制样干燥过程相关）

• 部分外泌体呈近似球形结构

• 粒径集中分布在30–150 nm范围内

• 群体粒径分布相对集中，有助于判断样本纯度

文中所示图像均来自客户样本的实际检测结果，拍摄设备为Pharos STEM 台式场发射生物电镜，可用于外泌体基础研究与方法学验证。

参考文献（References）

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