[发明专利]一种用于无细胞蛋白质合成的微液滴及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于无细胞蛋白质合成的微液滴及其制备方法，其方法为：1)使用微流控芯片装置；2)将用于蛋白质合成的原料混合作为水相，从水相入口6注入；将油相从油相入口4注入；水相在十字通道13处受到油相的剪切力，分散形成油包水微液滴，从微液滴出口7收集微液滴置于恒温反应容器中。本发明利用微流控芯片装置，可高速快捷地制备微液滴，所得到的微液滴大小均一、结构稳定，可以成为体外蛋白合成的场所，由于微液滴独特的微观尺度，部分模拟细胞环境，让原本工作于细胞环境下的蛋白质合成体系获得类似的环境，有助于蛋白质合成体系的工作。可以对蛋白质合成做到定量化，可将其应用到检测和诊断中。

技术领域

本发明涉及一种用于无细胞蛋白质合成的微液滴及其制备方法及应用。

背景技术

20世纪以来，随着对各种生物大分子结构和功能的解构，生命科学逐渐破解了生物遗传变异的秘密，全面转入到分子层面上来解密生命过程。20世纪末，伴随着大量基因组测序工程的开展，各种生物体的遗传信息被破解，分子生物学兴起，得以利用分子操作对遗传信息进行重构，从而获得各种能够满足人需求的生物制品。

蛋白质是生命活动的主要承担者，各种生命活动都需要蛋白质的参与，而且蛋白质是遗传信息表达的直接产物，因而利用细胞体系来获得蛋白质成为了一个最直接的研究方向。在这一研究方向中，采用何种方式快速、简便、高效地合成蛋白质是最关键的问题。

在传统的生物合成蛋白质的方法中，一般都是通过转化或转染的方式将重组基因导入宿主细胞，然后利用细胞内的底物、蛋白质合成机器及相关酶系，在新的遗传背景下进行稳定扩增和表达，完成蛋白质的合成。然而传统的生物合成方法受生物体本身所限，需考虑细胞的培养和存活，调节各种环境因素，分离提纯也较为困难，而目前，高通量、大数据、快速高效研究已经成为蛋白质合成研究的趋势，传统方式已无法满足研究要求，而无细胞蛋白质合成方法则在这些方面优于传统方法，可以绕过转化细胞在体内表达的繁琐过程，不用受限于细胞本身，能够掺入非天然的及同位素标记的氨基酸，能够生产在体内不溶性或有毒性的蛋白质，此外，还会对蛋白质组筛选工程起到推动作用。

然而，目前关于无细胞蛋白质合成体系的研究多集中在宏观尺度下的蛋白质合成，试图通过各种手段来实现蛋白质合成过程的长期、高效，然而操作过于复杂，难以体现无细胞蛋白质合成简便、高效的特性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种用于无细胞蛋白质合成的微液滴。

本发明的第二个目的是提供一种用于无细胞蛋白质合成的微液滴的制备方法。

本发明的第三个目的是提供一种用于无细胞蛋白质合成的微液滴的应用。

本发明的技术方案概述如下：

一种用于无细胞蛋白质合成的微液滴的制备方法，包括如下步骤：

1)使用微流控芯片装置，所述微流控芯片装置包括基板1，在基板1上设置有矩形环状微凹道2，横向短微凹道3的右端与矩形环状微凹道的左侧微凹道连接，横向长微凹道5与矩形环状微凹道的右侧微凹道垂直相通为十字通道13，在位于横向短微凹道3的左端位置贯穿基板设置有油相入口4，在横向长微凹道的左端位置贯穿基板设置有水相入口6，在横向长微凹道的右端位置贯穿基板设置有微液滴出口7，油相入口4通过管道与油相源10连接，水相入口6通过管道与水相源9连接，微液滴出口7连接有管道，基板1上覆盖有载玻片12；

2)将用于蛋白质合成的原料混合作为水相，在2-10℃通过管道从水相入口6注入；将油相通过管道从油相入口4注入；水相在十字通道13处受到油相的剪切力，分散形成油包水微液滴，从微液滴出口7收集微液滴置于恒温反应容器中，在4-10℃存放。

矩形环状微凹道2的宽度为10-500μm、高度为10-500μm；横向短微凹道3的宽度为10-500μm、高度为10-500μm；横向长微凹道5的宽度为10-500μm、高度为10-500μm。