[发明专利]一种基于温差的加速固相免疫反应技术

说明书

本发明公开了一种基于温差的加速固相免疫反应技术。本发明的固相免疫反应加速技术是通过在固相免疫检测载体的对立端集成两个温控模块，使对立端之间形成温差，从而加速生物分子从高温区域到低温区域的定向扩散。在固相免疫检测载体中，产生较低低温的温控模块设置在包被有捕获配体的一端，产生较高温度的温控模块设置在对立端。通过实验证明：在温差条件下，液相中的待检物等可溶性分子会向低温区域定向扩散，温差越大扩散速率越快，由此加速固相免疫反应条件下的捕获效率，从而达到加速固相免疫反应的效果。本发明的方法在微型化的固相免疫检测条件下，足以显著提高固相免疫检测的效率，且需要的组件少、更易于集成、成本更低。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种基于温差的加速固相免疫反应技术。

背景技术

MEMS(微机电系统)技术的快速发展已经大大缩小了生物医学检测设备的体积，并赋予其更多的功能。微流控芯片是由MEMS技术刻蚀微米级的微通道网络构成，以可控流体贯穿整个系统，用以实现常规化学或生物实验室的各种功能，以达到微型化、便携化、自动化、集成化、低成本、高通量和简单、快速、高效的分析目的。微流控芯片的优点在于对样品和试剂的数量和流速的精确控制，使得分析物的分离和检测具有高精度和高灵敏度。将微流控分析芯片用于免疫分析，可大大改善免疫分析性能。例如，缩短反应时间，提高分析效率，节约试剂和样本，以及易于集成化，便携化，操作简便，更易实现自动化。微流控芯片的多通道、多反应结构特点，为芯片上免疫反应提供了优越的平台。

目前，免疫反应的原理大多基于抗原抗体识别，然后通过荧光、酶、磁珠、电化学等标记物检测分析信号。作为固体/溶液界面的微流体通道中发生的抗原-抗体相互作用服从固相免疫测定中的原理。其反应动力学与溶液中发生的相互作用显著不同。在相同的扩散速率条件下，固相免疫测定法中孵育所需的时间要长于溶液相互作用中的时间。因此，微流体通道中的流速必须减慢以达到最佳反应时间，这就导致样品检测时间较长。到目前为止，大多数基于微流控芯片的免疫分析方法至少需要30分钟或者更长的时间。

US8318087描述了一种微波加速金属增强荧光检测技术，以低功率微波加热导电金属材料，使金属材料与溶液产生温度梯度，从而增加金属材料上的生物分子的化学反应的动力学，缩短在固相介质上的反应时间。尽管该技术很有前景，但整个系统需要几个昂贵的功能模块，包括微波源，手持显微镜，定制微波腔和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)平台，并且仍然需要复杂的解决方案来将这些模块整合到微流控芯片上。这就使得检测仪的设计复杂化，同时也提高了检测仪的制备成本。从实际应用的角度出发，功能模块的增加也会增加设备的重量，降低设备的便携性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何提高固相免疫检测的效率。为了解决上述技术问题，本发明基于温度间隙的原理提供了一种固相免疫反应的加速方法，该方法通过温度控制使所述固相免疫载体上包被有捕获配体的一端和其对立端之间形成温度差，从而加速生物分子从高温区域到低温区域的定向扩散，进而实现加速固相免疫反应，快速检测目的物或待检物。本发明提供的方法需要的组件少、易于集成、成本较低，有效克服了现有技术中微波加速金属增强荧光检测技术中存在的功能模块体积大、费用高、表面修饰复杂等问题。

第一方面，本发明保护一种基于温差的固相免疫反应加速方法。

本发明提供的基于温差的固相免疫反应加速方法包括如下步骤：向包被有捕获配体的固相免疫载体上添加反应物，使反应物与所述固相免疫载体上包被的捕获配体进行反应，其特征在于，通过温度控制使所述固相免疫载体上包被有捕获配体一端的温度低于其对立端，从而加速反应物从高温区域到低温区域的定向扩散，进而实现加速固相免疫反应，快速检测目的物或待检物。

上述固相免疫反应加速方法中，所述捕获配体为可同特定的锚定蛋白结合的任何生物分子，比如抗原、抗体、受体、受体结合蛋白、抗原表位肽和核酸适配体等。

上述固相免疫反应加速方法中，所述固相免疫检测载体为微流控芯片或酶联免疫吸附试验板条。