基于自驱动微流控芯片的生物标志物检测应用

• 作 者: 杨健
• 出 处: 海南大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 自驱动微流控芯片 生物标志物检测 荧光传感器 共价有机骨架纳米片

酶联免疫吸附试验(ELISA)对疾病的诊断和治疗扮演着非常重要的角色。然而,这项技术总是需要复杂繁琐的手动清洗程序和高度训练的专业操作人员。针对这一问题,开发了一种自驱动的微流控芯片(SP-芯片),以一步滑动的方式自动化地完成多次清洗过程和三明治式免疫反应。通过反胶束微乳液法制备了铂纳米颗粒(PtNPs)和荧光硅纳米颗粒(FNPs)。采用这种智能化的微流控芯片并集成荧光显微计数方法快速定量检测疾病生物标志物包括人绒毛膜促性腺激素(β-hCG)和癌胚抗原(CEA)。此外,探究了 PtNPs浓度、反应时间等因素对分析结果的影响,这种简单通用的策略不仅适用于多种生物标志物的检测,而且还适用于其它样本应答诊断系统中的检测。二维共价有机骨架纳米片(COF NSs)在气体存储、光电、催化和生物传感器等领域应用广泛。通过改进的Hummer’s方法合成了 COF NSs,利用COF NSs的固有优势,采用一种基于自驱动微流控芯片的荧光传感策略来检测DNA,具有较高的灵敏性和特异性。研究了COF NSs浓度对荧光传感性能的影响,并用错配的DNA对荧光传感平台的选择性进行了评价。这种智能微流控芯片具有实现流体预编程传输和混合的功能,只需一步滑动,大大减少了分析时间和样品消耗量。具体研究结果如下:1、采用自驱动微流控芯片检测hCG,较理想的反应条件为:30%H202、PtNPs浓度为300μg/mL、反应时间为5 min。这种方法揭示了 hCG检测限为2 mIU。此外,在10～250 mIU之间hCG曲线呈线性关系。2、使用自驱动芯片检测CEA,最低检测限为1 ng/mL。并对10例不同类型癌症患者的血清标本进行了 CEA定量检测,通过经典的Bland-Altman法对比,芯片结果与临床免疫化学发光法结果一致性较好。3、这种新颖的COFNSs集成的自驱动微流控芯片实现了优良的荧光传感性能和选择性。表明了 DNA检测限达到100 pM,最佳COFNSs浓度为10 μg/mL。综上所述,在疾病治疗和个性化诊断领域,这种自驱动的、独立的、准确的、廉价的、易操作的芯片为生物标志物的定量检测打下了坚实的基础。