[发明专利]毛细管酶阵列微反应器及应用

说明书

技术领域

本发明属于生化微反应器制作的技术领域，涉及毛细管电泳、酶的固载化、阵列酶固定技术，属于毛细管电泳技术的新型微型化生化反应装置。

背景技术

酶微反应器是将生物分子固定技术与现代生化微分析方法相结合产生的一种新型生化反应装置。这种微型化的反应系统由于兼具固定化酶的特异性识别、可重复利用及微分析的低消耗等优点，在生命科学研究如蛋白质组学、蛋白酶抑制剂筛选等领域具有非常重要的作用。目前最常见的技术是毛细管电泳酶微反应器。该技术结合了酶的特异性识别和毛细管电泳高效分离的优点。国内外文献（1: Bao J, Regnier F E. J Chromatogr, 1992, 608, 217-224；2: Kato M, Sakai-Kato K, et al. Anal Chem, 2004, 76, 1896-1902；3: 康经武 唐忠美 发明专利 公开号：CN 1737561A; 4: Tang Z, Wang T, Kang J. Electrophoresis, 2007, 27, 2981–2987；5:叶芳贵 张爱珠 陆俊宇 赵书林 发明专利 公开号：CN102391947A;）等先后有对毛细管酶微反应器的制作进行了报道。

当前所研究及报道的毛细管电泳酶微反应器本质属于单一型酶微反应器，制作步骤较为复杂。并且该类反应器只能针对一种酶的生化行为进行研究，限制了它的应用，不适合高通量研究。现有技术中虽然报道了毛细管电泳酶微反应器阵列，但该阵列需要应用多根毛细管，难以做到微型化。

发明内容

本发明目的在于提供一种高通量的毛细管酶阵列微反应器，能够同时实现多种酶与分析物的相互作用研究并进行在线分析。其方法简便、通用且成本低。相对于目前已报道的毛细管电泳酶微反应器，本发明可以扩展到多种酶的共固定，形成酶阵列，进行更高通量的酶反应研究。

为实现上述目的，本发明提供的毛细管酶阵列微反应器，包括毛细管以及在毛细管的一端内壁依次排列具有生物催化活性的酶阵列，所述的毛细管为石英毛细管，内径为25-220um；所述的酶阵列微反应器依次集成3-10种类型的酶。

其所述的毛细管柱为石英毛细管柱，柱内径为25-220um。

其所述的阵列酶是各种受体蛋白，磷酸化酶、水解酶等，如表皮生长因子受体，嘌呤核苷磷酸化酶，胰蛋白酶等。

其所述酶阵列反应器的酶固定过程中可以采用共价键结合的固定方法，如采用浓度为10%的3-氨丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液对毛细管内壁进行氨基化衍生，也即硅烷化试剂3-氨丙基三甲氧基硅烷水解可产生硅氧负离子，在酸性条件下可通过硅醚键与毛细管相连接，从而在另一端衍生出氨基。

其所述的酶阵列反应器的酶的羧基基团可与氨基反应生成酰胺键，通过共价结合方式使蛋白酶固定于毛细管内壁。

其所述的酶阵列反应器的酶为多种酶阵列，可适用于多种蛋白质酶的共固定，形成酶阵列反应器。

其所述的反应器中阵列酶的位置可通过调节进样压力和时间进行控制。

其所述的毛细管酶阵列微反应器的制备方法为：首先对毛细管内壁用0.1-1mol/L的盐酸预处理10-30min，再用去离子水冲洗5-10min；接着利用毛细管电泳压力从进口端注入一段30-60mm的浓度为10%的3-氨丙基三甲氧基硅烷乙醇溶液，孵化反应60-240min；反向通入空气去除未键合于毛细管内壁的硅烷化试剂后将毛细管进口端与出口端分别置于去离子水中3-10min进行清洗；然后压力进样注入第一段浓度为4-8u/ml的固定酶溶液，长度为5-15mm，接着正向注入空气将酶推入到距离进样口较远一端与3-氨丙基三甲氧基硅烷反应10-20min后清洗进口端；重复以上固定酶步骤，将其它酶依次注入到毛细管内形成酶阵列；酶阵列孵化键合至少60min以上，反向通入空气去除未键合的酶；最后将毛细管进口端与出口端分别置于去离子水中3-10min进行清洗并采用pH为7.5-9.5，浓度为50-200mmol/L的缓冲液冲洗1-10min。

其所述的毛细管酶阵列微反应器，可基于毛细管电泳技术和液相色谱技术，将分析物注入到毛细管内与毛细管内的阵列酶发生生物分子间的相互作用。然后通过分离，使分析物或相互作用后的产物流经毛细管微通道，在检测窗口处被检测到并记录下谱图，通过峰形、峰面积、出峰数量来监测生物分子间的相互作用情况。

附图说明

图1为毛细管酶阵列微反应器制备示意图（1、2、3、4代表不同的酶）；