[發明專利]基于微流控芯片的蛋白質聚集體分析檢測裝置及工作方法

有效

• 申請號: 202110448541.0
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113049478B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 張煒飛;李紅梅
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: G01N15/10
• 分類號: G01N15/10
• 代理公司: 北京東方尚禾專利代理事務所(特殊普通合伙) 11844
• 代理人: 李厚銘

本發明公開了一種基于微流控芯片的蛋白質聚集體分析檢測裝置及工作方法，該裝置包括微流體控制系統、光學系統、成像系統、微流控芯片、數據采集處理系統。微流體控制系統包括注射泵和樣品池，用于對芯片中樣本流和鞘液流的流速控制；光學系統包括激發光源單元和收集單元，激發光源用于將激發光引入到芯片通道的檢測區域，收集單元用于前向散射光信號收集；成像系統包括CMOS相機和第二聚焦透鏡；所述的微流控芯片置于方形卡槽中；所述的數據采集處理包括光電探測器和低噪聲鎖相放大器組成。本發明的優點是減少了系統的成本且保持小型化優勢，同時具有光學和成像兩種監測系統，樣品和試劑的用量少，便攜性強。

技術領域

本發明涉及生物制藥和生物技術領域，特別是涉及一種蛋白質聚集體分析檢測裝置及工作方法。

背景技術

蛋白質聚集體的測量是評估蛋白藥物分子質量屬性的關鍵，這是因為蛋白藥物聚集普遍存在于發酵、純化、制劑以及儲存等各個過程中。聚集體的形成可由多種機理引發，包括疏水基團之間的共價鍵相互作用以及二硫鍵的形成等。聚集體既可能以小的可溶性低聚物或片段存在，也可能發展成較大的亞可見或可見的顆粒(0.01～100μm)。

聚集體的出現會影響藥物的生物活性，降低療效，增加抗體的免疫原性，甚至會導致嚴重的免疫反應，引起一系列臨床的不良反應。因此必須在整個生產過程中保證其均一性，徹底篩除產品的聚集體存在。

常用于表征聚集體大小的方法有尺寸排阻色譜法(SEC)和動態光散射法(DLS)。

當表征單體(約150kDa)與較高分子量聚集體(≥300kDa)時，SEC法具有較高分辨率和自動化能力，穩定性和重復性較好，可實現可靠的定量分析。但是當對單體和低分子量片段(約100kDa)進行分離表征時，往往因二者流體動力學半徑比較接近而使分離表征難度加大。此外，SEC方法在常用條件下分析時間往往需要20min左右，因此極大的限制了其高通量的分析能力。

利用DLS法可表征粒徑范圍從1nm到1μm的聚集體，無法表征更大粒徑的聚集體顆粒，且此種方法要求聚集體的尺寸盡量保持較低的多分散度，否則尺寸測定會有較大的偏差。

此外還有一些其它的表征技術可用于測量聚集體大小，如場流分級分離、分析超速離心、納米顆粒跟蹤分析技術、微流成像等。這些方法在表征聚集體大小時都受到一定的限制，無法對其在寬范圍內進行尺寸表征，因此需要開發新的表征體系能夠快速準確的對聚集體進行寬范圍內的高通量測量。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于微流控芯片的蛋白質聚集體分析檢測裝置及工作方法。在微流控芯片上實現了對不同量程范圍內聚集體顆粒的計數檢測，操作簡便，靈敏度高，樣品消耗少并且具有高度的便攜性，生產及維護費用極低。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案具體如下：

一種基于微流控芯片的蛋白質聚集體分析檢測裝置，包括微流體控制系統、光學系統、成像系統、微流控芯片及數據采集處理系統；

所述微流體控制系統包括注射泵和樣品池，用于對芯片中流體的流速控制；

所述光學系統包括激發光源單元和收集單元，所述激發光源單元包括激光光源和依次排列的反射鏡、柱面鏡，所述的收集單元包括依次排列的光闌、第一聚焦透鏡、濾光片及狹縫；，激發光源單元用于將激發光引入到芯片通道的檢測區域，收集單元用于前向散射光信號收集；

所述成像系統包括CMOS相機和第二聚焦透鏡，用于監測芯片的動態；

所述微流控芯片位于方形卡槽中，作為樣品檢測載體；所述方形卡槽的兩側分別為柱面鏡和光闌；所述微流控芯片中設有三個進樣通道和一個檢測通道，其中，位于中間的進樣通道上設有樣品進樣口，兩側的進樣通道上分別設有第一鞘液進樣口及第二鞘液進樣口，三個進樣通道均于層流聚焦區處與所述檢測通道相連通，所述檢測通道中一部分為檢測窗口，所述檢測通道的末端為芯片出口；