[发明专利]一种纸基微流控芯片及基于其的磷酸化多肽的富集检测方法

说明书

本发明提供了一种新型纸基微流控芯片及基于其的磷酸化多肽的富集检测方法。该芯片由纸基材料、疏水封闭材料、磷酸基团亲和试剂和显色试剂组成。其中，纸基材料由疏水封闭材料阻隔形成液流通道、富集区、显色区和吸水区，亲和试剂修饰在富集区用于特异性结合磷酸化多肽，显色试剂滴加在显色区，其颜色的变化可以指示磷酸化多肽的存在和含量。该芯片和方法可用于分析体液中磷酸化多肽的总量，或分析目标蛋白的磷酸化水平，具有简便、低成本的特点，特别适合于在医疗资源匮乏地区作为健康监测和医疗诊断的重要工具。

技术领域

本发明涉及一种纸基微流控芯片及基于其的磷酸化多肽的富集检测方法，利用新型纸基微流控芯片，实现对磷酸化多肽的选择性富集和检测，属于分析检测技术领域。

背景技术

磷酸化是蛋白翻译后修饰的重要形式，在细胞信号转导、细胞分化、细胞增殖、周期调控、新陈代谢、转录和翻译、蛋白降解等方面具有关键作用。研究表明，哺乳动物中30％以上的蛋白存在磷酸化，异常的磷酸化与许多疾病相关。多肽是蛋白质水解的中间产物，也是参与生物体生长、发育、免疫、新陈代谢的重要物质，在生物体液或组织中，许多磷酸化多肽是潜在的生理病理标志物。尿液、血液等体液中的磷酸化多肽的分析检测，对肿瘤、帕金森氏症等疾病的早期诊断、预后监测、发病机制研究、药效研究等具有重要作用。

现有磷酸化多肽的富集方法，主要包括基于免疫识别的抗体富集法、基于消除反应的化学修饰法、基于亲和作用的固定金属离子、金属氧化物和金属氢氧化物富集法、基于电荷差异的离子交换色谱法等。常用的磷酸化多肽的检测方法包括质谱法、荧光光谱分析法、电化学检测法等。繁琐的步骤、高昂的成本、对大型仪器和专业操作人员的依赖等限制了上述方法在病房、野外、基层、家庭等医疗资源匮乏地区的广泛应用。

微流控芯片技术因其高度的集成能力、准确的微量液体操控能力和优异的便携性，而在分析检测领域具有广泛应用。传统的微流控芯片，其制作对场地、设备等条件的要求较为严格，制作成本也较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型纸基微流控芯片及基于该芯片的磷酸化多肽的富集检测方法。利用所提及的新型纸基微流控芯片可以针对磷酸化多肽实现操作简便、成本低廉的富集与检测。本发明的新型纸基微流控芯片因其低成本、高便携性、步骤简便、设计灵活等优点，有望在医疗资源匮乏地区成为健康监测和医疗诊断的重要工具。利用纸基微流控芯片，集成富集和检测两大功能，有望实现简便、低成本的磷酸化多肽的富集与检测。

本发明提供了一种纸基微流控芯片，由纸基材料、疏水封闭材料、磷酸基团亲和试剂和显色试剂组成，其中，利用常用的纸基芯片制作方法，使纸基材料由疏水封闭材料阻隔形成液流通道、富集区、显色区和吸水区，亲和试剂修饰在富集区用于特异性结合磷酸化多肽，显色试剂滴加在显色区，其颜色的变化可以指示磷酸化多肽的存在。。

其中，纸基材料可以选择由惰性纤维素形成的、具有毛细结构的、可以吸水的洁净纸材，例如定性滤纸、定量滤纸等。

其中，疏水封闭材料可以选择易加工的易与纸基材料结合的疏水材料。例如，聚丙烯膜、聚酯薄膜、PCR封板膜、ELISA封板膜、聚二甲基硅氧烷、蜡等。

其中，磷酸基团亲和试剂可以选择与磷酸基团具有特异性亲和作用的金属氧化物、固定化金属离子、抗体等试剂。例如，二氧化钛、二氧化锆、二氧化铈、二氧化锡、氧化镓、氧化铝、三氧化二铁、铈锆复合氧化物、磷酸化丝氨酸抗体、磷酸化苏氨酸抗体、磷酸化酪氨酸抗体等。

其中，显色试剂可以选择遇到肽段会发生颜色改变的试剂，如溴酚蓝、邻苯二甲醛、双缩脲试剂等。

其中，常用制作方法包括直接切割法、光刻法、喷蜡打印法等纸基微流控芯片的常用制作方法，可用于在纸基材料上用疏水封闭材料构建疏水阻隔，从而形成亲水的通道、富集区和显色区。