一种基于适配体的蛋白质芯片及其制备与应用制造技术

本发明专利技术提供了一种基于适配体的蛋白质芯片及其制备与应用，包括生物芯片和芯片支架，其中，生物芯片包括基片和固定在基片上的适配体荧光探针，适配体荧光探针与淬灭基团结合无荧光信号；当有靶标蛋白时，靶标蛋白促使淬灭基团与适配体解离，适配体的荧光基团可激发形成荧光信号。生物芯片和芯片支架组装为封装芯片，结构简单、成本低，适配体荧光探针遇到靶标蛋白即可检测出荧光信号，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。在POCT领域具有显著的经济意义和社会效益。在POCT领域具有显著的经济意义和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种基于适配体的蛋白质芯片及其制备与应用


[0001]本专利技术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
，尤其是涉及到一种基于适配体的蛋白质芯片及其制备与应用，更具体的说是一种用于多种靶标蛋白即时检测的蛋白质芯片

技术介绍

[0002]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
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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
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of
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care testing，POCT)领域。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]基于抗体的蛋白质芯片检测通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。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种结构简单，操作简单、低成本、适用于蛋白质粗提液检测的封装蛋白质芯片。
[0007]为达到上述目的或目的之一，本专利技术提供了如下技术方案：
[0008]一种基于适配体的蛋白质芯片及其制备与应用，包括基片与芯片支架，基片与芯片支架组成只有两个开孔的封闭空间用于蛋白质检测；其中，基片为透光的固相片状结构，其朝向芯片支架的一面锚定端部带有荧光基团的适配体，适配体上通过碱基互补配对方式结合寡核酸链修饰的淬灭基团，结合在适配体上的淬灭基团使得适配体的荧光基团无法在激发后发射荧光，此为芯片阅读仪的阴性信号；当靶标蛋白与适配体识别并结合后，淬灭基团从适配体上释放，适配体的荧光基团在激发后发射荧光，此为芯片阅读仪的阳性信号；该技术方案保证了只要待测样品溶液中有靶标蛋白，靶标蛋白就能够与适配体结合并在芯片阅读仪上产生阳性信号，还能够通过内标蛋白进行相对定量分析。
[0009]根据本专利技术的一个优选实施例，同种适配体排列成一行锚定在基片上且垂直于待测样品溶液的流动方向，有利于捕获靶标蛋白和提高待测样品溶液的注入流动速度，加快检出。
[0010]根据本专利技术的一个优选实施例，适配体的寡核苷酸链结合区与淬灭基团的修饰寡核苷酸链结合区重合在一起，使得靶标蛋白与适配体结合后会释放出淬灭基团。
[0011]根据本专利技术的一个优选实施例，靶标蛋白与适配体结合即可释放淬灭基团并使得适配体上的荧光基团在生物芯片阅读仪中形成阳性信号，从而实现靶标蛋白的即时检测，实现POCT应用要求。
[0012]根据本专利技术的一个优选实施例，在待测样品溶液中加入内标蛋白可以实现靶标蛋白的相对定量检测。
[0013]根据本专利技术的一个优选实施例，将多种蛋白对应的特异性适配体及结合的淬灭基团分别锚定在基片的不同位点上，与芯片支架组装形成基于适配体的蛋白质芯片，可以实现多种蛋白的同步即时检测。
[0014]根据本专利技术的一个优选实施例，待测样品直接输入到基片与芯片支架组装形成检测空间中，用芯片阅读仪直接形成POCT检测结果。
[0015]根据本专利技术的一个优选实施例，整个检测过程仅需要蛋白质提取液一种溶液即可完成样品中蛋白质提取与靶标蛋白检测过程。
[0016]根据本专利技术的一个优选实施例，基片为透光的固相片状结构，既可以保证激发光线能够通过基片照射到基片上锚定的适配体修饰的荧光基团，又能够保证荧光基团激发后形成荧光信号，可以通过透光的基片直接被识别。
[0017]根据本专利技术的实施例，保护一种基于适配体的蛋白质芯片在蛋白质检测领域的应用。
[0018]一种基于适配体的蛋白质芯片的制备方法，包括以下步骤：
[0019]1)对与靶标蛋白特异结合的适配体的两个末端分别进行荧光基团修饰与锚定基团修饰，将寡核苷酸链修饰的淬灭基团结合到适配体上，确保适配体的荧光基团不能受激发光形成阳性信号；
[0020]2)利用适配体上的锚定基团将适配体按特定的位置布局锚定在基片表面上；
[0021]3)将基片带有锚定适配体的一面朝向芯片支架，完成基片与芯片支架的组装，基片与芯片支架紧密连接形成蛋白质检测空间，蛋白质检测空间只有芯片支架上的两个孔完成待测样品溶液的进出；
[0022]4)形成蛋白质检测空间即完成基于适配体的蛋白质芯片的制备。
[0023]一种基于适配体的蛋白质芯片的应用：使用时，用蛋白质提取液处理样品，将获取的提取溶液(待测样品溶液，其中含有靶标蛋白)通过芯片支架的输入孔连续输入到盒装芯片中并不断从排出孔流出，待测样品溶液通过芯片支架上的输入孔进入封装芯片后，靶标蛋白与相应的适配体识别配对并释放适配体上结合的淬灭基团，从而使得结合靶标蛋白后的适配体上的荧光基团可在芯片阅读仪的激发光作用下发射荧光，形成芯片阅读仪上的阳性信号；芯片阅读仪根据各种适配体在芯片上的布局与定位信息，输出确定待测样品溶液中靶标蛋白类型。芯片阅读仪还能够根据内标蛋白的荧光值进行靶标蛋白的相对定量分析。
[0024]本专利技术的有益效果：
[0025]根据本专利技术所述的一种基于适配体的蛋白质芯片，主要包括基片和芯片支架，基片上固定有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于适配体的蛋白质芯片及其制备与应用，其特征在于，包括：S1利用两个末端分别带有荧光基团和锚定基团的适配体制备蛋白质芯片，适配体的锚定基团将适配体固定在基片上，淬灭基团通过自身连接的寡核苷酸链结合在适配体链上且使得适配体的荧光基团无法在激发后发射荧光；S2将蛋白质芯片与芯片支架组装为封装芯片，芯片支架有样品输入孔与排出孔，待测样品溶液通过芯片支架的输入孔连续输入到封装芯片中并不断从排出孔流出；S3待测样品溶液通过芯片支架上的输入孔进入封装芯片后，靶标蛋白与适配体识别配对并释放适配体上结合的淬灭基团，结合靶标蛋白后的适配体上荧光基团可在激发光作用下发射荧光，形成芯片阅读仪上的阳性信号；S4芯片阅读仪根据各种适配体在芯片上的布局与定位信息，输出确定待测样品溶液中靶标蛋白类型。2.根据权利要求1所述的一种基于适配体的蛋白质芯片及其制备与应用，其特征在于，将同种适配体排列成一行锚定在基片上且垂直于待测样品溶液的流动方向，有利于捕获靶标蛋白和提高待测样品溶液的流动速度。3.根据权利要求1所述的一种基于适配体的蛋白质芯片及其制备与应用，其特征在于，适配体的靶标蛋白结合区与淬灭基团的修饰寡核苷酸链结合区重合在一起，使得靶标蛋白与适配体结合后会促使淬灭基团释放。4.根据权利要求1所述的一种基于适配体的蛋白质芯片及其制备与应用，其特征在于，靶标蛋白与适...

【专利技术属性】
技术研发人员：华子昂，刘宝全，竹添，朱美瑛，张建，万君兴，
申请(专利权)人：北京华牛世纪生物技术研究院，
类型：发明
国别省市：