[发明专利]一种磁珠与量子点联用制作蛋白质芯片的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种使用量子点与磁珠的结合体固定并阵列化蛋白质制作蛋白质芯片的方法。

背景技术：

微米或纳米级磁珠和量子点诞生以后，迅速成为生物科研领域检测或制备蛋白质、核酸、基因、细胞器、细菌或病毒等物质的灵敏而高效的工具。

一些磁性物质被制成纳米颗粒后具有超顺磁性，能被磁场强烈吸引，而去除磁场后纳米颗粒又不具有磁性。基于纳米磁珠的这种特性，将磁珠表面包裹一些有机或无机物质后使其外表具有特定的化学基团，如氨基、羟基、羧基、巯基等，将它们加入蛋白质等溶液后，可以与待纯化制备的生物物质优先结合，待其结合后再利用磁场将磁珠吸到一起取出，从而达到快速富集浓缩和纯化制备稀有物质的目的。

量子点是一类粒径在纳米尺度的半导体化合物，受到不同波长的激发光照射时可以发射出不同波长的荧光。因其独特而优良的光学性质已经在化学、医学和生物学的研究及开发领域获得了广泛的应用。不同于纳米磁珠，量子点更多地被用于借助光学手段检测与其结合的待测物质。同样，量子点通常要针对不同的应用需要对表面进行特定的化学修饰处理。

生物芯片作为21世纪发展最快的生物技术之一，在生命科学和医学等研究和应用领域发挥着越来越重要的作用。当前，制备蛋白质芯片面临的最大问题是蛋白质在芯片基板或载体上的固定问题。常用的固定方法有物理吸附法、化学交联法和亲和结合法。物理吸附法适用性广，一般采用点样技术，阵列密度小、样点与基板结合不牢固而易受液体环境影响，蛋白质容易失活。化学交联法结合牢固，但是对千变万化的蛋白通用性较差，也不便于再生复用，蛋白质活性保持也困难。亲和结合固定固然牢固性较好，并且构建的芯片准确性最好，但是因为需要借助固定相与待测物质的专一性结合因而适用性最差。

传统的蛋白质芯片检测方式越来越不能满足复杂生物芯片的技术要求，采用荧光检测被巯基乙酸修饰的量子点标记的蛋白质芯片为生物芯片的检测提供了一种快速、可靠、廉价的检测方式。

因此，借助磁珠和量子点的特性，寻找合适蛋白质芯片制备方法，兼顾不同蛋白固定的通用性、良好的蛋白质活性保持能力、满意的固定强度以及良好的性价比，是推动蛋白质芯片获得大规模应用需要解决的重要问题。

发明内容：

本发明要解决的问题在于建立一种具有通用性的高通量和性价比良好的蛋白质芯片制备方法，芯片基板可复用，蛋白质活性不丢失，检测收集方便。

为解决以上问题，本发明采取磁珠与量子点联用技术，使蛋白质、量子点和磁珠结合在一起形成复合体；然后利用磁场和芯片基板上的顺磁性阵点将复合体吸引到基板，顺磁性阵点位于基板上的凹坑内；用溶剂冲去表面多余的蛋白质后即可封装保存。而使用过的蛋白质芯片只要撤除磁场或者反向施加一个适当强度的磁场即可将蛋白质复合体从基板上取下，基板经过清洗后可以重复使用。

附图说明：

图1是芯片制备系统实例结构示意图。

图2是蛋白质-量子点-磁珠复合体示意图。

图3是芯片固定蛋白质复合体示意图。

具体实施方式：

第一步是制备磁珠、量子点与蛋白质的复合体。

选择表面化学基团呈反应互补的量子点和磁珠，实施化学反应，使它们通过化学键交联到一起形成磁珠-量子点复合体。反应时量子点添加过量，以保证磁珠全部结合量子点。

利用磁铁将交联的磁珠-量子点复合体从溶液中分离出来，清洗纯化。

将磁珠-量子点复合体与蛋白质溶液混合，使其发生化学反应。反应时蛋白质添加过量，确保磁珠-量子点复合体全部结合蛋白质。

利用磁铁将磁珠、量子点与蛋白质的三元复合体从溶液中分离出来，清洗纯化待用。

第二步是制备顺磁性阵点基板。

首先在硬质基板上加工出微米尺度凹坑阵点。

在凹坑中注入含有顺磁性颗粒的可硬化液体。

加热反应使液体硬化，顺磁性颗粒被嵌入硬化层内部。

清洗烘干待用。

第三步是蛋白质芯片制备。

在芯片基板没有凹坑的背面贴合磁片，或施加电磁场。

将蛋白质复合体溶液涂铺在亲水固体表面，形成一层液膜。

将贴合有磁片的芯片基板凹坑向下盖在蛋白质复合体液膜上。

将基板取下清洗封装保存。

下面结合具体实施例加以详细说明。

购买直径10微米含羧基基团的Fe3O4磁珠和直径50纳米含羟基基团的CdTe量子点试剂，由商业服务公司完成化学交联。