姚波

女， 浙江大学化学系， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1995-9 至 2002-3, 东北大学, 应用化学, 学士硕士
2003-9 至 2006-7, 清华大学, 分析化学, 博士
2006-7 至 2008-7, 北京大学, 工学院，博士后
2008-8 至今, 浙江大学, 化学系, 副教授，教授
2012-8 至 2013-9, 东京医科齿科大学, 生物医学工程，JSPS Research Fellow
2018-8 至 2019-9, 美国亚利桑那州立大学, 电子工程，访问学者

研究领域和兴趣

微流控技术，肿瘤类器官，细胞外囊泡

主要业绩

1. 细胞外囊泡的分离，富集和检测方法
细胞外囊泡，简称EVs，被认为是继循环肿瘤细胞（CTCs）和循环肿瘤DNA（ctDNAs）之后又一个理想的液体活检标志物，对于肿瘤早期诊断具有非常重要的意义。但是，EVs体积小且分布宽，难以分离富集和检测。目前，普遍采用的技术包括超速离心，纳米颗粒示踪分析（NTA）等，但是这些技术也存在一些局限性。此外，EVs很大一部分来源于正常细胞，给肿瘤标志物的检测也造成很大的干扰，因此开发高灵敏高特异性的EVs检测方法一直是相关研究的主要目标之一。鉴于此，我们提出了利用电迁移对EVs进行高效富集检测和以磷脂为内参比的EVs定量分析方法，用于肿瘤病人血液和组织中EVs及其核酸，蛋白等多指标分析。在EVs分离富集方面，我们提出了一种基于微流控芯片电迁移的方法，利用EVs表面的电负性和凝胶筛分能力，在几分钟内将EVs与蛋白质分子和核酸分子有效分离，并实现在线检测，灵敏度提高近400倍。

其次，我们提出了以磷脂作为内参的EVs定量分析方法，通过磷脂含量表征不同EVs样本量的差异，在此基础上再比较其核酸和蛋白表达水平的差异。通过与NTA结果进行比较，实验数据显示，磷脂比传统GAPDH对EVs样本量的反映更加准确可靠。该方法成功用于肿瘤病人及健康人群的EVs中蛋白（CD63，PD-L1，EpCAM等）和核酸（PD-L1）的表达水平分析，将为EVs的准确定量分析提供科学有效的技术手段，对EVs肿瘤标志物及其相关研究的发展起到推动作用。此外，提出一种qPCR方法，首次实现了一种方法完成上述四个指标的定量分析，该方法被用于肿瘤病人血浆和肿瘤模型中PD-L1的分析，并与临床结果表现出较高一致性，对于研究PD-L1与肿瘤免疫治疗的内在联系具有重要意义 (Anal.Chem.,2023, 95(28): 10625; 中国发明专利，授权号，ZL 2021 1 1313090.6)。

2. 病人来源肿瘤类器官模型
肿瘤细胞系用于体外抗肿瘤和新药研发试验至今已经有几十年时间，但是最新研究显示肿瘤细胞系在体外长时间培养过程中，逐渐失去其最初的肿瘤特性，尤其是异质性和微环境，因此其对药物的反应通常是千篇一律，与真实情况相距甚远。鉴于此，我们构建了病人来源的体外肿瘤类器官模型，将病人肿瘤组织或者胸腹水中的肿瘤细胞在体外培养5-7天，肿瘤细胞与免疫，成纤维，巨噬细胞等自组装成微肿瘤结构。我们采用病源肿瘤类器官代替传统细胞系在肿瘤药敏试验，耐药研究方面取得了一些进展。

肿瘤体外药敏试验一个非常重要的技术环节是药物敏感程度的评价，直接关系到体外药敏试验与临床的一致性和准确性。我们开发了通过乳酸含量来测试细胞活力的生物传感器，该技术基于肿瘤细胞有氧糖酵解产生大量乳酸，而正常细胞的代谢产物以二氧化碳和水为主，因此可以用于评估体外肿瘤模型中肿瘤细胞的活力情况，进而对药物敏感性进行评估。我们将乳酸传感技术与镜检和细胞活力测试方法进行了比较，与商品化细胞活力试剂盒具有较高的一致性。并且，乳酸传感器结合了上述两种方法的优势，既是无创检测可以实现动态分析，也可以反映肿瘤细胞的活力，因此可以代替目前的细胞活力测试方法对肿瘤类器官的药物敏感性给出准确的评估。

此外，我们提出了基于微流控芯片的肿瘤耐药研究。首先，通过将耐药细胞分泌的EVs提纯然后与敏感细胞共培养，验证了其具有诱导细胞耐药的功能。接着，我们在微流控芯片上通过将耐药细胞和敏感细胞共培养，直接观察到这一现象，并且实现了逆转耐药。尽管微流控芯片用于细胞共培养的工作已经有很多，但是用于耐药研究却鲜有报道。而且，之前的临床耐药研究大多基于肿瘤细胞系，如前所述，肿瘤细胞系已经失去了肿瘤的特性（例如异质性），与真实的肿瘤存在非常大的差异，导致研究结果准确性不高。我们最近用该芯片系统进行微肿瘤药敏试验过程中也发现临床肿瘤样本具有非常高的异质性，与肿瘤细胞系有很大不同，因此，我们的工作将为研究肿瘤耐药性提供更为精准的平台，为根本解决肿瘤耐药问题提供有力工具。

3. 单细胞分析及生物传感
单细胞分析和生物传感技术是我在浙江大学工作十几年一直从事的研究，先后建立了微流控液滴PCR和生物传感技术用于单细胞及生物样本分离分析，取得了一系列研究成果，相继发表了十几篇研究论文。近期，我们开发了一种非标记单细胞分析方法。利用药物与细胞膜表面蛋白结合时引起细胞膜波动变化，来研究两者的相互作用，以人红细胞为模型，研究了包括WGA（麦胚凝集素），RCA（蓖麻凝集素）在内的多种凝集素与红细胞膜表面受体的相互作用，发现凝集素的种类和浓度都会引起红细胞膜振动频率的变化。该技术为细胞-药物相互作用提供了一种全新的分析技术，有望用于药物筛选和新药研发领域。此外，我们还开发了一种基于Ru(NH3)63+和DNA分子之间的即时静电引力的DNA生物传感新技术，可检测浓度低至2ng/μL的DNA溶液，与目前最常使用的通用型核酸检测仪器Nanodrop相当。该方法同样可用于检测基因组DNA，是一种通用的核酸检测新方法，且无需在电极表面固定捕获探针，有着良好的应用前景。

代表成果

代表性论文

1. Yongan Ren, Ke Ge, QiaoQiao Tang, Xiaoxuan Liang, Linlin Fan*, Kai Ye*, Min Wang*, and Bo Yao*, Dual-Recognition-Mediated Autocatalytic Amplification Assay for the Subpopulations of PD-L1 Positive Extracellular Vesicle, Anal. Chem., 2024, 96, 23, 9585–9592
2. Yongan Ren, Ke Ge, Wei Lu, Xinlun Xie, Yang Lu*, Min Wang*, and Bo Yao*, Multivalent DNA Flowers for High-Performance Isolation, Detection, and Release of Tumor-Derived Extracellular Vesicles, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2023, 15(48): 55358-55368
3. Wenbo Peng，Danyang Sun, Wei Lu, Shenyi Yin, Buqing Ye, Xiaoqi Wang, Yongan Ren, Zichen Hong, Wenyu, Zhu*, Pengfei Yu*, Jianzhong Jeff Xi*, Bo Yao*, Comprehensive detection of PD-L1 protein and mRNA in tumor cells and extracellular vesicles through a real-time qPCR assay, Anal. Chem., 2023, 95(28): 10625–10633
4. Jingfeng Zhang， Zichen Hong，Wei Lu，Tianyuan Fang，Yongan Ren，Shenyi Yin，Qijia Xuan，Dezhi Li*，Jianzhong Jeff Xi*, and Bo Yao*， Assessment of Drug Susceptibility for Patient-Derived Tumor Models through Lactate Biosensing and Machine Learning，ACS sensors, 2023, 8(2): 803–810
5. Yongan Ren, Ke Ge, Wei Lu, Wenbo Peng, Haiyan Che, Jianxin Ma*, Changku Jia*, Bo Yao*, Selective enrichment and detection of PD-L1 positive extracellular vesicles derived from human plasma and patient derived tumor cells, Sensors and Actuators B: Chemical, 2023, 377(15): 133086
6. Tianyuan Fang，Wei Lu, Jingfeng Zhang, Ke Ge, Zhanhong Chen*, Min Wang*, Bo Yao*, Study of drug resistance in chemotherapy induced by extracellular vesicles on a microchip, Analytical Chemistry, 2022, 94(48): 16919–16926
7. Bo Yao, Yunze Yang, Nanxi Yu, Nongjian Tao, Di Wang*, Shaopeng Wang*, Fenni Zhang*， Label-Free Quantification of Molecular Interaction in Live Red Blood Cells by Tracking Nanometer Scale Membrane Fluctuations，Small，2022, 2201623
8. Jiawei Shen, Tingting Li, Min Wang* and Bo Yao*, Isothermal and enzyme-free MicroRNA assay based on catalytic hairpin assembly and rare earth element labeled probes, Sensors and Actuators B: Chemical, 2022, 357: 31364
9. Yongan Ren, Ke Ge, Danyang Sun, ZichenHong, Changku Jia, Huan Hu, Fangwei Shao, Bo Yao*, Rapid enrichment and sensitive detection of extracellular vesicles through measuring the phospholipids and transmembrane protein in a microfluidic chip, Biosensors and Bioelectronics, 2022, 199, 1: 113870
10. Siya Dai, Wei Lu, Yusheng Wang, Bo Yao*, Universal DNA biosensing based on instantaneously electrostatic attraction between hexaammineruthenium (III) and DNA molecules. Biosensors and Bioelectronics，2019, 127: 101-107.

授权专利
1) 姚波，孙丹阳，一种细胞外囊泡捕获或细胞外囊泡定量分析或细胞外囊泡内含物定量分析的试剂盒和方法，授权号，ZL 2021 1 1313090.6
2) 姚波，张景锋，一种乳酸生物传感器及其制备方法、一种细胞活力电化学检测方法，授权号，ZL 2022 1 0607332.0
3) 姚波，任永安，一种细胞外囊泡的富集和检测方法及装置，授权号，ZL 2021 1 0460214.7
4) 姚波，路威，王敏，miRNA捕获探针、分离扩增一体化的检测方法及检测试剂盒，授权号，ZL201810473878.5

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