[发明专利]一种微流控蛋白质芯片及其制作方法与应用

说明书

本发明的实施例提供了一种微流控蛋白质芯片及其制作方法与应用，适配体横跨在微流控通道横面且微流控通道高度小于0.1毫米的设计提高适配体对靶标蛋白的捕获作用；待测样品溶液从微流控通道流过时靶标蛋白与相应的适配体特异性结合；排出样品溶液并加入蛋白质显色液，根据阳性信号位置确定靶标蛋白完成对样品中靶标蛋白的检测。该蛋白质芯片的结构简单、成本低、使用操作方便，能够在POCT领域具有显著的经济意义和社会效益。

技术领域

本发明涉及蛋白质检测领域，具体的涉及到体外诊断检测及分子诊断检测技术领域，尤其是涉及到一种微流控蛋白质芯片及其制作方法与应用，更具体的说是一种即时检测的多种靶标蛋白的微流控蛋白芯片。

背景技术

生物芯片(biochip)，早期文献中与基因芯片的概念是一致的，随着技术的深入研究，生物芯片广义上是指根据生物分子间特异相互作用的原理，将生化分析过程集成于芯片表面，从而实现对DNA、RNA、多肽、蛋白质以及其他生物成分的高通量快速检测。根据芯片表面固定的探针类型的不同，生物芯片分为基因芯片、蛋白芯片、组织芯片和细胞芯片等。中国生物芯片研究始于1997-1998年间，但发展迅速，2011年，博奥生物研发的遗传性致聋基因芯片上市，这是我国生物芯片产业化道路上第一个自主研制的商业化产品。生物芯片尤其适合在感染性疾病检测、疫情监控、肿瘤标志物检测和药物滥用等多因素筛查中，其中，中低密度生物芯片的探针数目在几十到几千之间，区别于探针几万至上百万的专业性更高、成本更高、操作更复杂的高密度生物芯片，更适合用于采样现场、ICU监护室、手术室、急诊室等现场检测或病人床边的即时检测(point-of-care testing，POCT)领域。

蛋白质芯片可以直接用粗生物样品(血清、尿、体液)进行分析，能够同时快速发现多个生物标记物，能够进行低低丰度蛋白质检测，能够实现高通量的验证，还可以实现相对定量的分析检测，在即时检测POCT领域有广泛的应用前景。但蛋白芯片有以下不足：(1)蛋白检测芯片主要依赖于抗体和其他大分子，建立快速、廉价、高通量的蛋白质表达和纯化方法，高通量制备抗体尤其是规模生产会存在很多实际问题。(2)蛋白质芯片制作需要提供合适的温度和湿度以保持芯片表面蛋白质的稳定性及生物活性，制作要求高。(3)需要解决通用的高灵敏度、高分辨率检测方法，实现成像与数据分析一体化。

自20世纪90年代适配体的概念被提出以来，适配体研究取得调整发展，适配体具有检测限低、高亲和力、强特异性的优势，且易于体外大量合成、重复性好、稳定性高、易于贮存；使得适配体取得广泛应用，包括农药、组织、细胞、病毒、蛋白质、毒素、维生素和过敏原等检测。由于适配体易于标记荧光且活性不受影响，因此易于与多种其他检测技术结合而广泛应用于细胞成像、新药研发、疾病治疗与微生物检测等众多方面。

微流控芯片(microfluidic chip)是当前微全分析系统(Miniaturized TotalAnalysis Systems)发展的热点领域，其装置特征主要是其容纳流体的有效结构(通道、反应室和其它某些功能部件)至少在一个纬度上为微米级尺度。由于微米级的结构，流体在其中显示和产生了与宏观尺度不同的特殊性能。因此发展出独特的分析产生的性能。微流控芯片分析以芯片为操作平台,同时以分析化学为基础,以微机电加工技术为依托,以微管道网络为结构特征,以生命科学为目前主要应用对象，是当前微全分析系统领域发展的重点。它的目标是把整个化验室的功能,包括采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等集成在微芯片上,且可以多次使用。微流控芯片具有液体流动可控、消耗试样和试剂极少、分析速度成十倍上百倍地提高等特点,它可以在几分钟甚至更短的时间内进行上百个样品的同时分析,并且可以在线实现样品的预处理及分析全过程。

当前的蛋白质芯片检测通常常常以无封装的裸芯片为主，使用时一般需要加围栏、加盖片后进行杂交，杂交后还需要清洗与显色，造成蛋白质芯片检测过程较为复杂，达不到方便快捷的POCT使用要求，在一定程度上限制了蛋白质芯片在POCT领域的应用。

发明内容