【摘 要】
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对于复杂生化样品如血液中的致病微生物的PCR 检测,通常需要进行严格的样品前处理,以实现样品和极少量微生物的分离,保证分析结果可靠性的关键1.在本工作中,我们提出一种
【机 构】
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中国人民大学化学系北京市海淀区中关村大街59号100872
【出 处】
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第八届全国微全分析系统学术会议、第三届全国微纳尺度生物分离分析学术会议暨第五届国际微化学与微系统学术会议
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对于复杂生化样品如血液中的致病微生物的PCR 检测,通常需要进行严格的样品前处理,以实现样品和极少量微生物的分离,保证分析结果可靠性的关键1.在本工作中,我们提出一种采用介电电泳(dielectrophoresis)来实现复杂样品中微生物快速分离和PCR扩增筛选检测的滑动芯片(SlipChip)2,利用微生物的介电电泳实现选择性的分离富集和纯化,并实现富集微生物的原位阵列PCR 检测.我们设计的滑动芯片由上、下两层构成,上层芯片由一个样品引入通道,4个15μm深的平行微通道和20个平均分布四个通道一侧的PCR反应微室,以及5个PCR反应对照微室组成；下层芯片集成了4×5个面积为800μm×800μm的ITO电极阵列,每个电极阵列由5组ITO叉状电极组成,在电极阵列上方,由5μm厚的SU-8制作20组与电极垂直的捕获微槽阵列.芯片可选择性捕获细菌,在电极阵列上施加20Vpp,20 MHz的电压条件下,样品液流中的大肠杆菌可以被平均捕获到20个电极阵列上,而血细胞被排斥并在通道末端被收集.我们考察了芯片的微生物捕获效率,在总流速为4μL/min条件下,对于1.5×104/ml大肠杆菌的捕获率达到92.1％.利用该芯片,我们成功对捕获的细菌进行了原位的PCR检测,并在芯片上集成了阳性和阴性对照实验组.通过滑动操作,使捕获细菌的电极微槽与上层的PCR 反应微室重叠,与事先引入的PCR 试剂(包括扩增引物、dNTPs、扩增酶、Sybr Green荧光标记)进行扩增反应,并通过荧光成像进行扩增结果的分析.按照以上条件,可在3个小时内完成血液中低浓度细菌的捕获和最多20种细菌的PCR筛查.这一滑动芯片平台,可以通过改变介电捕获的电压和频率,选择性的捕获微生物或动物细胞；阵列化设计,可以实现多种微生物和细胞的同时检测筛查,有望在败血症3的快速诊断,食品安全分析,环境水污染样品的微生物检测等方面得到应用.
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