微流控生物芯片、磁珠和套件制造技术

本发明专利技术公开了一种微流控生物芯片、磁珠和套件，涉及生物医学工程技术领域。该微流控生物芯片包括芯片本体，芯片本体设置有分离通道、裂解区、和检测区；该微流控生物芯片集成了多个功能区，具有一体化检测功能，可以用于外囊泡及其内含物的分离、检测和筛选等。检测和筛选等。检测和筛选等。

【技术实现步骤摘要】
微流控生物芯片、磁珠和套件


[0001]本专利技术涉及生物医学工程
，具体而言，涉及一种微流控生物芯片、磁珠和套件。

技术介绍

[0002]目前市场上的蛋白质芯片大多依赖于大型检测设备(单价均在100万以上)及配套的昂贵芯片
‑
试剂盒耗材(单价5000元以上)，大多专注于较高丰度的有限种类的游离蛋白质检测，尚没有专门针对外囊泡的分离
‑
检测一体化的小型设备，针对外囊泡中重要的病理监控指标(神经元蛋白质以及蛋白后修饰组分)的检测领域更是空白。国内蛋白质芯片行业主要集中在中低端领域，以引进第三方设备外包服务为主，尚没有成熟的纯国产化的蛋白质芯片在市场上销售。另外，神经元外囊泡蛋白质检测依赖于靶向地获取单一种种群的神经元来源外囊泡，国内外均没有生产出该类产品。自主研发生产专业针对外囊泡蛋白质组学及其后修饰组学的芯片尚属一片空白。
[0003]鉴于此，提出本专利技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种微流控生物芯片、磁珠和套件，其可以针对外囊泡及其内含物(如蛋白质、mRNA/miRNA、DNA、脂质等)的分离和检测。
[0005]本专利技术是这样实现的：
[0006]本专利技术提供一种外囊泡或其内含物(如蛋白质、mRNA/miRNA、DNA、脂质等)检测的微流控生物芯片，其包括：芯片本体，所述芯片本体设置有依次连通如下功能区：用于外囊泡分离的分离通道、与所述分离通道连通的裂解区，以及与所述裂解区连通的检测区。
[0007]所述分离通道的一端具有样品输入口和磁珠输入口，当磁珠从所述磁珠输入口进入后可特异性结合从样品输入口进入的外囊泡，并形成外囊泡
‑
磁珠复合物，在外力作用下将所述外囊泡
‑
磁珠复合物从样品中被分离富集在所述裂解区；
[0008]所述检测区固定有可特异性结合待检测分子的捕获物；所述待检测分子来源于所述外囊泡。
[0009]本专利技术提供的微流控生物芯片通过设置裂解区可实现对外囊泡富集和裂解，该裂解区可以通过外加的磁场力作用富集外囊泡
‑
磁珠复合物，在该区域加入裂解液后可以对外囊泡裂解，使其释放内含物(如蛋白质、mRNA/miRNA、DNA、脂质等)等。该内含物中流入到检测区，相应的待检测分子(即外囊泡裂解产生的内含物)被捕获物捕获。然后加入相应的反应试剂，产生反映待测分子有无或含量高低的信号即可实现检测。
[0010]本领域技术人员可以根据需要检测的待检测分子合理选择针对该待检测分子的捕获物类型。
[0011]例如，当待检测分子是蛋白时，捕获物可以针对该蛋白的抗体或配体；当待检测分子是DNA或RNA片段时，捕获物可以是与该DNA或RNA片段互补的核酸探针。
[0012]可选地，在一些实施方案中，所述待检测分子选自蛋白、核酸，或其组合。
[0013]可选地，在一些实施方案中，所述核酸是DNA、RNA、或其组合。
[0014]可选地，在一些实施方案中，所述捕获物选自抗体、配体、与所述核酸互补的核酸探针、或其组合。
[0015]可选地，在一些实施方案中，所述磁珠表面修饰有可特异性结合所述外囊泡表面膜蛋白的抗体或配体。
[0016]上述磁珠所修饰的抗体可以根据外囊泡表面膜蛋白的特异性特点进行选择，不同组织来源的外囊泡，其表面膜蛋白具有一定的异质性，例如神经元来源的外囊泡，其特异性膜蛋白包括L1CAM,LRRK2,和TREM
‑
2等。也可以是癌组织来源的外囊泡，其特异性膜蛋白包括PDL1、FASL或TRAIL等。
[0017]需要说明的是，结合外囊泡表面膜蛋白的抗体或配体的类别选择都可以根据所结合的蛋白对象进行合理选择，这对本领域技术人员来说是容易实现的，无论修饰何种蛋白或配体均属于本专利技术的保护范围。
[0018]需要说明的是，上述磁珠所修饰的抗体或配体也可以是针对外囊泡通有的标有性膜蛋白，例如CD63；需要说明的是，在具体的应用场景或实践中，上述磁珠所修饰的抗体或配体的类型本领域技术人员可以根据检测需要合理选择。
[0019]上述配体的选择与抗体类似，只要能够特异性结合感兴趣的外囊泡的膜蛋白即可，无论何种配体均属于本专利技术的保护范围。
[0020]神经退行性疾病是一组由慢性进行性的中枢神经组织退行性变性而产生的疾病的总称，与衰老有关。神经退行性疾病一般通过蛋白质错误折叠和聚集、神经炎症，或改变细胞信号转导等关键过程发生。大脑神经元释放细胞外囊泡进入血液循环，神经元细胞外囊泡直接反映了脑细胞分泌活动，从神经元细胞外囊泡中有可能筛选到与帕金森症直接关联的高价值生物标志物。超高灵敏、高通量的蛋白质芯片能够通过采集微量的血液样品，分析多种蛋白质的含量，筛选出与疾病相关的蛋白质生物标志物。从而判断机体是否有疾病、或者处于疾病的哪个阶段，实现对被试者的精准健康管理。目前没有利用外囊泡蛋白质芯片系统，从神经元细胞外囊泡角度研究帕金森脑分泌活动以及探寻高精度标志物，无论从生物芯片工作性能来看，还是从病理诊断来看，都是一种代表精准医疗的新技术进步。但是，到目前为止市场还没有专门针对外囊泡蛋白组学分析的生物芯片。本专利技术的实施方案提供从神经元细胞外囊泡中筛查生物标志物的蛋白质的微流控生物芯片对神经退行性疾病(如帕金森症)早期预防和干预也有很大的现实意义和紧迫性，有效填补目前生物芯片没有专业针对外囊泡内蛋白质组学检测领域的这一技术空白。
[0021]可选地，在一些实施方案中，所述检测区包括一个或多个反应室；所述反应室内固定有所述捕获物。
[0022]设置多个反应室可以实现对不同待检测分子的同步检测，提高检测通量和效率。
[0023]可选地，在一些实施方案中，所述反应室内设置有用于采集和传输检测信号的传感器。
[0024]可选地，在一些实施方案中，所述传感器选自电化学信号传感器、电化学发光信号传感器和光学传感器等。
[0025]需要说明的是，传感器并不限于电化学信号传感器和电化学发光信号传感器，还
可以其他任何类型的信号传感器，无论何种传感器，均属于本专利技术的保护范围。
[0026]可选地，在一些实施方案中，检测区与裂解区之间设置有阀门，用于控制液体的流动：当阀门处于开启状态时，裂解区的液体可以流向检测区；当阀门处于关闭状态时，可阻断裂解区的液体流向检测区。
[0027]需要说明的是，在一些实施方案中，阀门可以设置，在一些实施方案中也可以不设置，根据检测区需求来合理选择。
[0028]可选地，在一些实施方案中，所述磁珠表面还修饰有抗污分子层。
[0029]血液成分复杂，抗污分子层的修饰将大大屏蔽血液中外囊泡分析非特异性蛋白吸附，减少背景噪声所产生的假阳性信号，可以靶向地、可靠地研究目标外囊泡的指纹生物信息，从而有效提高蛋白质组学探测深度。
[0030]通过抗污分子层的修饰，可以提高磁珠的抗污染能力，避免结合非特异性蛋白吸附。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于外囊泡或其内含物检测的微流控生物芯片，其特征在于，其包括：芯片本体，所述芯片本体设置有依次连通的如下功能区：用于外囊泡分离的分离通道、与所述分离通道连通的裂解区，与所述裂解区连通的检测区；所述分离通道的一端具有样品输入口和磁珠输入口，当磁珠从所述磁珠输入口进入后可特异性结合从样品输入口进入的外囊泡，并形成外囊泡
‑
磁珠复合物，在外力作用下所述外囊泡
‑
磁珠复合物从样品中被分离富集在所述裂解区；所述检测区固定有可特异性结合待检测分子的捕获物；所述待检测分子来源于所述外囊泡。2.根据权利要求1所述的微流控生物芯片，其特征在于，所述磁珠表面修饰有可特异性结合所述外囊泡表面膜蛋白的抗体或配体；优选地，所述待检测分子选自蛋白、核酸，或其组合；优选地，所述核酸是DNA、RNA、或其组合；优选地，所述捕获物选自抗体、配体、与所述核酸互补的核酸探针、或其组合。3.根据权利要求2所述的微流控生物芯片，其特征在于，所述检测区包括一个或多个反应室；所述反应室内固定有所述捕获物；优选地，所述反应室内设置有用于采集和传输检测信号的传感器；优选地，所述传感器选自电化学信号传感器，电化学发光信号传感器和光学传感器。4.根据权利要求3所述的微流控生物芯片，其特征在于，所述磁珠表面还修饰有抗污分子...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国珍，李丹宇，
申请(专利权)人：香港中文大学深圳，
类型：发明
国别省市：