文档介绍：湖南大学
博士后学位论文
一维微流控微珠阵列技术平台的构建及其在蛋白表达分析中的
应用
姓名:周雷激
申请学位级别:博士后
专业:材料物理与化学
指导教师:王柯敏;陈振华
20050301
内容摘要
我们构建了一种新型的微分析平台一维微流控微珠阵列芯片。在一维
芯片的微通道里,排列着线型的可单独寻址的修饰微珠阵列,在微流控
操纵下,超微量试液流过编码的一维微珠阵列。该平台拥有突出的优点
超微量试样易于操纵可控,消耗试剂非常少阵列设计非常灵活,成本
低大大改善了体系内分子间的相互作用口运用一维芯片平台,检测
蛋白的检测限达到了可检测到少于个细胞中的蛋
白口同时我们获得了细胞内蛋白的拷贝数护。在蛋白
质差异表达分析中,我们考察了不同细胞系的三蛋白表达体系
和,并获得了药物介导下的差异表达谱。所获
得的结果用作了验证,二者结果一致。
关键词一维,微珠,微流控,阵列,蛋白质表达
周雷激博士后研究报告一维微流控微珠阵列技术平台的构建及其在蛋白表达分析中的应用
化学与生物微芯片平台分析技术概述
前言
微全分析系统是一个跨学科的新领域,具有微型化、集成化、多功能
以及高通量等特性。的概念最早是由瑞士实验室的
和在年代末期提出来的。他们最初的想法是发展一种
可把化学分析所需的全部部件和操作集成在一起的微型器件,所以可将
看作是化学仪器的微型化。是基于微机电加工系统
技术在近十年迅速发展起来的一种崭新的微生化分析系统,利用
可在一块小的芯片上花极少量的样品和试剂在秒级甚至更短的时间内同
时完成大量实验。由于样品、试剂消耗少,排污很少,所以也有人称
为“绿色”技术。
根据芯片的结构和工作原理可将分为微阵列芯片和微流控芯
片。微阵列芯片,主要以生物技术为基础,以亲和结合技术为核心,以
在芯片表面固定一系列高密度的、有序并且可寻址的识别分子阵列为结
构特征,用于高通量的获取相关生物信息的一种新型技术手段。经过十
几年的发展, 微阵列芯片己经取得了惊人的成绩和显现出令人兴奋的发
展前景,就芯片上点阵密度而言,从最初的个位点合成核昔酸到
现在的上的万个点上合成核昔酸的阵列,而且芯片技术己
不仅仅只局限于领域,到现在己经形成了许多新型的芯片体系,如
蛋白芯片、组织芯片、细胞芯片等等,应用面也扩展到了分子生物学、
疾病的预防、诊断和治疗、新药开发、生物武器的研制、司法鉴定、环
境污染监测和食品卫生监督等诸多领域,已成为各国学术界和工业界所
瞩目并研究的一个热点。微流控芯片则主要以分析化学和分析生物化学
为基础,以微机电加工技术为依托,以微管道网络为结构特征,是当前
微全分析系统发展的重点,应用范围涉及化学、生物的各个分支学科,
化学与生物微芯片平台分析技术概述
在化学分析、合成、生物医药、军事、环境、农业等领域均有广阔的应
用前景。
化学与生物传感技术在微阵列芯片和微流控芯片中具有广泛的应用,
而这些技术又依托芯片技术平台获得了更加新的发展口许多芯片的设计
思想,微通道内壁或芯片表面的化学与生物修饰,芯片内信号的识别与
输出,光电信号的转换与检测,芯片与外界的接口技术,等等,都与化
学与生物传感技术密切相关。生物传感器是近儿十年发展起来的一种新
的传感技术,是在生命科学与信息科学之间发展起来的一个交义学科,
它们用生物活性材料蛋白质、酶、抗体、抗原、生物膜等与
物理化学换能器有机地结合,构造信号感受器和信号转换器,是发展生
物技术必不可少的一种先进的检测与监控方法,也是分子水平上的快速、
微量分析方法。微阵列芯片中的每一个点阵实际上是一个独立的生物传
感器的敏感元件,每个点都固定有可寻址的特异的等生物分子,与
目标序列杂交后,通过荧光扫描仪进行分析检测。微阵列芯片将大量的
这种生物传感器高密度地组合到一小块芯片上,同时进行生物杂交和荧
光扫描,实现高通量的检测。
相对而言,微阵列芯片的基础研究早于微流控芯片,发展较为成熟,
在国外己经产业化。而微流控芯片却在短时间内成为的发展前沿。
经过近十年的研究,在构造加工、分离、检测、驱动与控制、多功能集
成以及应用上都有了非常迅猛的发展。就芯片的构造加工材料而言,从
早期以石英、玻璃基质为主要材料,发展到玻璃、石英与高分子聚合物
并重,且高分子聚合物的使用日趋广泛。加工的精度越来越高,最初通
道从几百微米到几十微米,目前己报道有宽、深为纳米,甚至更小通
道的加工技术。另外,随着加工技术的改进的加工精度的提高,芯片的
构造更复杂,出现了微泵、微控制阀,芯片的集成程度越来越高。另外,
通道网络的密度,或者说通道阵列数