[發明專利]檢測量子點與生物分子相互作用的液滴微流控系統及方法

有效

• 申請號: 201210356962.1
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN102879366A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 王建浩;邱琳;蔣鵬舉;王車禮;夏江
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及生物分析和納米技術領域，特別涉及一種檢測量子點與生物分子相互作用的液滴微流控系統及方法。

背景技術

探討量子點（QDs）與生物分子之間的相互作用已經成為深入理解生命過程本質的核心研究之一。在量子點生物分析應用中，動力學參數也是評估量子點與生物分子相互作用的重要指標，因此，建立適用的分析表征技術手段至關重要。目前可以開展量子點生物分子間相互作用研究的方法主要有熒光光譜法、色譜法和電泳等（Ostergaard?J,Heegaard?N?H?H,Electrophoresis?2003,24,2903-2913）。然而，對于量子點與生物分子之間的快速反應目前還缺乏行之有效的方法。目前主要的方法是表面等離子共振法（Surface?Plasmon?Resonance,SPR），然而這種方法通常需要將一種生物分子先固定，操作比較復雜（SapsfordK?E,Pons?T,Medintz?I?L,et?al.J.Phys.Chem.C2007,111,11528–11538）。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為了克服現有技術對量子點與生物分子之間快速動力學檢測的不足，本發明提供一種檢測量子點與生物分子相互作用的液滴微流控系統及方法。

熒光共振能量轉移（fuorescence?resonance?energy?transfer，FRET）作為一種高效的光學“分子尺”，在生物大分子相互作用、免疫分析、核酸檢測等方面有廣泛的應用。在分子生物學領域，該技術可用于研究活細胞生理條件下研究蛋白質-蛋白質間相互作用。FRET技術是近來發展的一項新技術，為兩種物質間相互作用進行實時的動態研究提供了便利。因此將FRET與熒光檢測相結合為生物分子間的快速動力學檢測提供了一種新的思路。

微流控芯片是一種采用精細加工技術，可以在數平方厘米的基片上實現集微量樣品制備、進樣、反應、分離及檢測于一體的微型分析實驗裝置由于微流控芯片微量和快速體積微型化的特點，要求與之匹配的高靈敏度和反應快速的檢測裝置。因此，液滴微流控技術也為生物分子之間的快速動力學提供了一種新的檢測思路（Han?Z.,Chang?Y．Y.,Au?S.W.,et?al.Chem.Commun.2012,48,1601-1603）。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種檢測量子點與生物分子相互作用的液滴微流控系統，包括微流控芯片、熒光顯微鏡、三個用于向微流控芯片注射液滴的注射泵、熒光接口、熒光光譜儀和數據采集分析系統，熒光顯微鏡帶有物鏡、光源、濾光片和載物臺，所述的微流控芯片設置在物鏡的焦點上，并與載物臺固定；熒光顯微鏡的光源通過光路將激發光照到微流控芯片上，微流控芯片上產生的熒光經濾光片到達熒光顯微鏡的標準口；所述的熒光接口一端與熒光顯微鏡的標準口連接，另一端通過光纖與熒光光譜儀連接，所述的熒光接口中設置用于將顯微鏡標準口的平行光聚集到光纖一端的復合透鏡；所述的熒光光譜儀的光譜信號輸出端與數據采集分析系統的信號輸入端連接。

所述的復合透鏡為兩個串聯設置的透鏡。

所用的微流控芯片材料為聚二甲基硅氧烷（PDMS）。

其中，數據采集分析系統可以是計算機，用于設置實驗參數及采集光譜數據；操作程序安裝于計算機中，運行后對熒光檢測裝置進行控制，完成數據采集，并且根據不同位置的熒光強度變化計算量子點與生物分子的結合動力學。

一種基于液滴微流控系統的檢測量子點與生物分子相互作用的方法，采用本發明所述的一種檢測量子點與生物分子相互作用的液滴微流控系統，設置熒光光譜儀的工作參數并運行；打開熒光顯微鏡的光源，根據熒光分子性質選擇濾光片；運行熒光光譜儀進行熒光信號采集；設置三個注射泵的流速，分別從三個注射泵向微流控芯片注射油、量子點和生物分子；量子點與生物分子混合后形成液滴，熒光光譜儀得到液滴熒光光譜圖；移動微流控芯片，檢測不同位置的熒光光譜，設置熒光光譜儀的檢測波長，得到熒光強度譜圖；所采集的信號傳送至數據采集分析系統，記錄成相應的數據文件。

生物分子用染料分子標記，且所述的染料分子與量子點之間可以發生熒光共振能量轉移，染料分子為量子點、羧基四甲基羅丹明(TAMRA)、羅丹明B、德克薩斯紅（Texas?Red）、Cy3、Cy5。染料分子與量子點發生熒光共振能量轉移，量子點與生物分子相互作用后，隨著時間的變化，熒光強度才逐漸發生變化，這樣才能夠測反應的動力學。