[发明专利]一种可原位同时检测多种常见小分子药物的酶标芯片法

说明书

技术领域

一种可原位同时检测多种常见小分子药物的酶标芯片(Enzyme-link immunosorbentassay array，简称ELISA-array)技术，属于生物芯片技术领域。

背景技术

兴奋剂(Dope)的原义是一种供赛马使用的鸦片类麻醉混合剂。当今体育界对兴奋剂的定义是：能起到增强或辅助增强自身体能或控制能力，达到提高比赛成绩的某些药物或生理物质的总称。对于判定是否使用兴奋剂，国际上的通常惯例是：如果在比赛中运动员把违禁药物以任何形式摄入体内，或者以不正常的方法应用了非正常量的生理物质，这种人为的非法提高运动成绩的做法就称为使用兴奋剂。当今世界上滥用兴奋剂的情况非常严重，以至于连前奥委会主席萨马兰奇都认为：服用违禁药品是世界性问题，服用禁药者拥有更先进的科技水平，反禁药的斗争最多只能取得局部胜利，永远取得不了全面胜利。

另一方面，毒品滥用情况泛滥全球，吸毒者超过2亿，每年死亡人数20多万，因吸毒丧失劳动能力的1000多万人，全球每年销售总额大于10000亿美元，成为仅次于军火交易的世界第二大贸易。严峻的毒品泛滥对人类的生存和发展构成了严重的威胁，成为世界性公害。近年来，在国际毒潮的影响下，早在建国初期就已绝迹的毒品问题再次殃及我国，已呈蔓延之势，吸毒人群波及社会各阶层，据不完全统计，中国的吸毒人数已达100多万，我国已由毒品过境国转变为毒品过境与毒品消费并存的毒品受害国。毒品泛滥使毒品犯罪日趋严重，不仅发案率逐年上升，毒品数量越来越多，涉及地域越来越广，而且向国际性毒品犯罪发展，严重地危害着我国的社会治安和现代化建设事业的顺利发展。因此研究开发查禁毒品的新技术、新方法，不断增强和提高对毒品犯罪的发现和控制能力是十分必要的。

现有的小分子药物检测(如毒品检测或者兴奋剂检测)一般采用色谱、液谱和质谱联用的方法。药物经过机体的吸收、分布和代谢等过程，残存于生物样品中的药物及其代谢物不仅含量低，而且与多种杂质共存，为微量分析。要进行分析首要的第一个难题就是生物样品的前处理，不仅要选择合理的提取方法，还要经过分离和净化，尽可能地除去杂质后才能进行仪器分析。目前，世界上多采用联用仪器分析技术，就是对多组分有机化合物既要有分离又要有定性、定量鉴别功能，那就是气/质(Gas chromatography/Mass spectrometry，GC/MS)、液/质(Liquid chromatography/Mass spectrometry，Lc/Ms)、气/质/质(Gaschromatography/Mass spectrometry/Mass spectrometry，GC/MS/Ms)等分析法。这些大型分析仪器不仅价格昂贵，操作与维护复杂、难度大，而且一次只能分析一个样品，分析过程长，难以实现高通量并行检测的客观需求。因此，当前国际通行的兴奋剂检测一般并不能检查所有参加比赛的运动员，而不得不采用随机抽检的方式。这种方式显然不能体现公平竞争的运动精神。

生物芯片是于20世纪90年代发展起来的一门新兴技术，它的核心思想和优势就是利用各种手段以实现高通量并行检测的目的。生物芯片种类繁多，其中一个研究方向就是蛋白质芯片。国内外已经有很多生物技术公司和制药公司认识到了蛋白质芯片研究的重要意义和前景，正在从不同角度和方向进行着与此相关的研发工作。

酶联免疫吸附试验(Enzyme Linked Immunosorbent Assay，ELISA)简称酶标法，是根据酶免疫测定原理发展的一种技术，可以用于各种抗原、抗体的检测。酶标方法应该说是一种常规的方法，早在1959年Berson等人就发明了检测胰岛素含量的放射免疫方法，并因此获得了诺贝尔医学奖。1987年有人用放免方法检测了740名运动员的hCG含量，21人超标，此举引起国际奥委会注意并很快将hCG列入禁药名单。2002年，用光刻掩膜真空沉积技术和ELISA法对免疫球蛋白进行分析，研制了适合于快速微量分析的金自组膜免疫芯片。2003年，通过表面等离子体谐振为基础的生物传感器芯片和竞争性ELISA法，用于检测吗啡和海洛因的主要代谢产物吗啡-3-葡萄糖苷酸。一般来说，免疫学反应大体可以分为两个主要类别，即竞争法和夹心法。夹心法具有很大的自身优势：如灵敏准确、可多次放大，对所使用的抗体要求不高(不需要太高的亲和力)。但在使用竞争法时要求必须同时拥有两种可识别抗原分子不同免疫位点的抗体，这一要求对蛋白质类抗原来说很容易实现，因为一个蛋白分子常有多达几十个甚至数百个免疫识别位点；而对一些小分子物质，例如我们所研究的兴奋剂分子来说，这一要求往往难以实现。