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一维生物芯片及其在基因、蛋白表达分析中的应用  

2016-09-29 11:14:29|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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美迪西生物医药在重组蛋白表达与纯化服务方面有10余年经验积累,美迪西生物医药拥有多种蛋白表达系统,包括原核蛋白表达系统、酵母蛋白表达系统、昆虫细胞蛋白表达系统(杆状病毒)哺乳动物细胞蛋白表达系统,具备多种融合技术,可以为你在蛋白表达与纯化方面提供多种选择。从方案设计、基因优化、表达条件优化到纯化的技术体系,以提高您的目的蛋白表达水平。邮箱:marketing@medicilon.com.cn 网站:www.medicilon.com.cn

ABSTRACT:本发明涉及微全分析系统的串行分析技术。一维生物芯片是在微流控芯片微分离通道上设置多个小室,不同的小室放置表面修饰了不同生物分子的微颗粒;在进行基因或蛋白分析时,当样品流经设置了多个小室的微通道,微颗粒特异性地识别和捕获多种目标分子,然后引入带荧光标记的试剂,微颗粒表面最终特异性地结合上荧光标记物,再用荧光成像检测。本发明设计的一维生物芯片不仅具微流控技术与阵列分析的优点,而且提高了检测灵敏度和目标分子特异性识别能力,为实现单细胞水平上的基因、蛋白表达分析,为肿瘤研究和药物筛选提供一个强有力的研究手段。

背景技术:微全分析系统(μ-TAS,又称芯片实验室,Lab-on-chip)现已成为当今生命科学研究领域发展最快的重要前沿之一。具备微型化、集成化、多功能以及高通量等特性的微全分析系统使得系统研究一个生物体系的基因表达及蛋白表达成为可能,并将革命性地改变生物医学检验与疾病诊断。目前国内外芯片技术大致朝着两个方向发展:一类是微流控芯片,主要以分析化学和分析生物化学为基础,以微机电加工技术为依托,以微管道网络为结构特征,是当前微全分析系统发展的重点;一类是基于二维点阵式的、高通量大规模并行分析方法的微阵列芯片,主要以生物技术为基础,以亲和结合技术为核心,以在芯片表面固定一系列高密度的、有序并且可寻址的识别分子阵列为结构特征,是高通量地获取相关生物信息的一种新型技术手段。从目前的文献报道看,这两种芯片技术拥有各自的技术优势和研究领域,虽然发展迅速,却没有实现交叉和融合,一些相关技术的发展仍待跟进。如今,生命科学的发展已经深入到单细胞、亚细胞、单分子这样的层次,实现单细胞水平上的基因、蛋白表达分析已成为生命科学研究的一个重大挑战。这一重大科学目标的实现亟需适合其需求的相关平台技术的突破和发展。因此,发展芯片技术、构建新型芯片技术平台,提高检测灵敏度和目标分子特异性识别能力,实现单细胞水平上的基因、蛋白表达分析,是当前研究者们不懈努力的一个方向。

发明内容:本发明旨在提出和构建一种新型生物芯片,将微流控芯片与基于高通量并行分析方法的阵列芯片原理结合起来,成为基于微流控串行分析技术的一种新型芯片平台技术,以提高检测灵敏度和目标分子特异性识别能力,实现单细胞水平上的基因、蛋白表达谱分析。

本发明是通过以下技术方案实现发明目的的。一维生物芯片,包括聚二甲基硅氧烷片基和玻片片基,在阳模板上用聚二甲基硅氧烷浇注的一维生物芯片PDMS片基中的微通道的两端分别与储液池相通,微通道上设置了若干个互相连通的小室,小室内放置表面可以修饰各种相同或不相同生物分子的微颗粒。小室内放置的可以修饰各种生物分子的微颗粒可以是硅颗粒,也可以是聚苯乙烯类有机物聚合的颗粒。一维生物芯片用于基因、蛋白表达的分析方法包括微颗粒中的硅颗粒用碱活化或氨基化、羧基化处理,微颗粒在修饰前用生物素与亲和素或亲和素与戊二醛或单一的戊二醛或溴化氰进行预处理,然后加入各种已知的生物分子,以及将修饰了不同生物分子的微颗粒逐个移入微通道的小室后,用洁净的玻片粘合封装。

(1)、蛋白的表达分析为:按待分析蛋白要求,选取已知的一维蛋白芯片,取微量的待分析的目标分子置于芯片一侧储液池中,以平均20mm/min的压力驱动或300v/cm的电驱动方式,使样品流经微通道进入小室,经3010分钟后,用二次水冲洗储液池和微通道中的多余样品溶液,然后以同样条件的压力驱动或电驱动方式将待分析目标分子的一抗兔抗单或多克隆抗体与荧光标记的二抗山羊抗兔IgG,以1100比例的抗体稀释液稀释后依次由储液池进入微通道与小室中的微颗粒作用,20分钟后用二次水洗净储液池和微通道,反应后的芯片用荧光成像检测;(2)、基因的表达分析为:按待分析基因要求,选取已知的一维基因芯片,取微量待分析的靶DNATM杂交缓冲液置于芯片的一侧储值池中,以平均20mm/min的压力驱动方式使样品溶液流经微通道进入小室,20分钟后用二次水冲洗储液池和微通道,洗去多余样品溶液,以同样条件的压力驱动方式将荧光标记的报告探针的Mg2+浓度为200mM10mM TM杂交缓冲液流经微通道,与小室中的靶DNA杂交,20分钟后用二次水洗净储液池和微通道,反应后的芯片用荧光成像检测。

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