[發明專利]一種磁珠與量子點聯用制作蛋白質芯片的方法

在審

• 申請號: 201310739818.0
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN104749374A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 倉懷興;張力;段秉亞;馬建華
• 申請（專利權）人: 中國科學院生物物理研究所
• 主分類號: G01N33/68
• 分類號: G01N33/68
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域：

本發明涉及一種使用量子點與磁珠的結合體固定并陣列化蛋白質制作蛋白質芯片的方法。

背景技術：

微米或納米級磁珠和量子點誕生以后，迅速成為生物科研領域檢測或制備蛋白質、核酸、基因、細胞器、細菌或病毒等物質的靈敏而高效的工具。

一些磁性物質被制成納米顆粒后具有超順磁性，能被磁場強烈吸引，而去除磁場后納米顆粒又不具有磁性。基于納米磁珠的這種特性，將磁珠表面包裹一些有機或無機物質后使其外表具有特定的化學基團，如氨基、羥基、羧基、巰基等，將它們加入蛋白質等溶液后，可以與待純化制備的生物物質優先結合，待其結合后再利用磁場將磁珠吸到一起取出，從而達到快速富集濃縮和純化制備稀有物質的目的。

量子點是一類粒徑在納米尺度的半導體化合物，受到不同波長的激發光照射時可以發射出不同波長的熒光。因其獨特而優良的光學性質已經在化學、醫學和生物學的研究及開發領域獲得了廣泛的應用。不同于納米磁珠，量子點更多地被用于借助光學手段檢測與其結合的待測物質。同樣，量子點通常要針對不同的應用需要對表面進行特定的化學修飾處理。

生物芯片作為21世紀發展最快的生物技術之一，在生命科學和醫學等研究和應用領域發揮著越來越重要的作用。當前，制備蛋白質芯片面臨的最大問題是蛋白質在芯片基板或載體上的固定問題。常用的固定方法有物理吸附法、化學交聯法和親和結合法。物理吸附法適用性廣，一般采用點樣技術，陣列密度小、樣點與基板結合不牢固而易受液體環境影響，蛋白質容易失活。化學交聯法結合牢固，但是對千變萬化的蛋白通用性較差，也不便于再生復用，蛋白質活性保持也困難。親和結合固定固然牢固性較好，并且構建的芯片準確性最好，但是因為需要借助固定相與待測物質的專一性結合因而適用性最差。

傳統的蛋白質芯片檢測方式越來越不能滿足復雜生物芯片的技術要求，采用熒光檢測被巰基乙酸修飾的量子點標記的蛋白質芯片為生物芯片的檢測提供了一種快速、可靠、廉價的檢測方式。

因此，借助磁珠和量子點的特性，尋找合適蛋白質芯片制備方法，兼顧不同蛋白固定的通用性、良好的蛋白質活性保持能力、滿意的固定強度以及良好的性價比，是推動蛋白質芯片獲得大規模應用需要解決的重要問題。

發明內容：

本發明要解決的問題在于建立一種具有通用性的高通量和性價比良好的蛋白質芯片制備方法，芯片基板可復用，蛋白質活性不丟失，檢測收集方便。

為解決以上問題，本發明采取磁珠與量子點聯用技術，使蛋白質、量子點和磁珠結合在一起形成復合體；然后利用磁場和芯片基板上的順磁性陣點將復合體吸引到基板，順磁性陣點位于基板上的凹坑內；用溶劑沖去表面多余的蛋白質后即可封裝保存。而使用過的蛋白質芯片只要撤除磁場或者反向施加一個適當強度的磁場即可將蛋白質復合體從基板上取下，基板經過清洗后可以重復使用。

附圖說明：

圖1是芯片制備系統實例結構示意圖。

圖2是蛋白質-量子點-磁珠復合體示意圖。

圖3是芯片固定蛋白質復合體示意圖。

具體實施方式：

第一步是制備磁珠、量子點與蛋白質的復合體。

選擇表面化學基團呈反應互補的量子點和磁珠，實施化學反應，使它們通過化學鍵交聯到一起形成磁珠-量子點復合體。反應時量子點添加過量，以保證磁珠全部結合量子點。

利用磁鐵將交聯的磁珠-量子點復合體從溶液中分離出來，清洗純化。

將磁珠-量子點復合體與蛋白質溶液混合，使其發生化學反應。反應時蛋白質添加過量，確保磁珠-量子點復合體全部結合蛋白質。

利用磁鐵將磁珠、量子點與蛋白質的三元復合體從溶液中分離出來，清洗純化待用。

第二步是制備順磁性陣點基板。

首先在硬質基板上加工出微米尺度凹坑陣點。

在凹坑中注入含有順磁性顆粒的可硬化液體。

加熱反應使液體硬化，順磁性顆粒被嵌入硬化層內部。

清洗烘干待用。

第三步是蛋白質芯片制備。

在芯片基板沒有凹坑的背面貼合磁片，或施加電磁場。

將蛋白質復合體溶液涂鋪在親水固體表面，形成一層液膜。

將貼合有磁片的芯片基板凹坑向下蓋在蛋白質復合體液膜上。

將基板取下清洗封裝保存。

下面結合具體實施例加以詳細說明。

購買直徑10微米含羧基基團的Fe3O4磁珠和直徑50納米含羥基基團的CdTe量子點試劑，由商業服務公司完成化學交聯。