ITL微流控芯片设计:微流控芯片的探究

在新加坡,研究人员设计将用于核酸分析的商用微流控芯片转变为一种能够快速检测蛋白质和肽配体之间结合亲和力的装置,该方法可使用更少的试剂一次评估2304个结合对。

新加坡科学技术与研究机构的William F.Burkholder研究组蛋白与控制基因表达的调节蛋白之间的相互作用。这些蛋白质可以结合许多不同的组蛋白肽,因此伯克霍尔德希望能够同时筛选多种可能的结合对。他说:现有的方法存在缺陷,定制的芯片实验室设备需要从头开始构建,而基于微阵列的方法需要大量样本。

研究团队已经开始设计一种新的微流控芯片,用于研究蛋白质与配体的相互作用,一种由流体学制成的芯片,该平台由微流控芯片和专用荧光检测仪组成,通过聚合酶链反应(PCR)检测特定基因。芯片的一面有48个孔用于DNA样品的分析,而另一面包含了针对目标基因的48个引物。 微流道通过芯片上的每一个孔洞,形成网格;阀门系统允许样品和引物在2304个交叉点中进行混合和反应,而不会污染相邻点。

在他们的原理验证实验中,研究人员使用荧光各向异性来测量结合亲和力。当荧光肽与蛋白质结合时,荧光肽在溶液中翻滚的速率下降,这种变化被捕获在发射光的极性中。因此,研究小组在芯片上放置了一层薄薄的偏振膜,以根据极性过滤发射的荧光,然后进入流体荧光探测器。

研究人员编写程序,根据他们收集的荧光各向异性数据计算结合常数,发现他们测量的亲和力与文献中的值以及他们使用标准96孔微阵列形式收集的值有极好的符合性。但是96孔板需要40毫克的蛋白质,而微流控分析只需要40微克来测试相同数量的相互作用。(Berg, 2019)

微流控,一个最近很火的生命科学领域,也是医疗人士孜孜不倦地深入研究的技术区域,微流控芯片是目前众多突破性医疗创新中发展最为迅猛的一项技术。它将流动的液体内置到微米级的管道中,从而使医疗设备更加小巧,并且更能够获得精确控制。如何应用好微流控技术,提高试剂的有效使用率,降低试剂的使用量,提高检测的重复性和精确性成为了目前仪器厂商在应用微流控技术到商业产品中需要攻克的难题。

从20世纪初期就开始研究微流控技术的ITL集团,是一家聚焦微流控技术创新与优化改进的研发型企业,在IVD领域拥有40年经验的研发团队,经历了体外诊断技术的发展和更迭,从一开始的放射性免疫,酶联免疫,再到后来的化学发光,DNA检测,基因测序技术,再到现在的芯片实验室技术,对于如何整合现有常规技术平台,优化仪器性能,微流控芯片技术的使用,ITL的研发团队有自己的独到见解和经验。自公司成立以来已经成功研发出400多种医疗器械产品,能开发和生产用于各种不同领域的微流控芯片和相关的检测仪器。

参考文献: Berg, E. (2019). Researchers Teach Old Microfluidic Chip New Tricks | Chemical & Engineering News. [online] Cen.acs.org. Available at: https://cen.acs.org/articles/92/web/2014/09/Researchers-Teach-Old-Microfluidic-Chip.html [Accessed 21 Nov. 2019].

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