專利名稱：液體生物芯片系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到蛋白質(zhì)組學(xué)和分子生物學(xué)中生物大分子的診斷和生物芯片技術(shù)，具體 是提供一種液體生物芯片系統(tǒng)以吸附、分離、純化、檢測生物樣品中目的生物大分子。
背景技術(shù)：
生物芯片是八十年代末在生命科學(xué)領(lǐng)域中迅速發(fā)展起來的一項高新技術(shù)，主要是指 通過微加工技術(shù)和微電子技術(shù)在固體芯片表面構(gòu)建的微型生物化學(xué)分析系統(tǒng)，以實現(xiàn)對 生命機體的組織、細(xì)胞、蛋白質(zhì)、核酸、糖類及其他生物組分進(jìn)行準(zhǔn)確、快速、大信息 量的檢測。生物芯片技術(shù)具有高通量、微型化和自動化的特點。利用生物芯片技術(shù)，可 以一次對被檢測對象進(jìn)行多個指標(biāo)的檢驗。生物芯片上高度集成的成千上萬密集排列的 分子微陣列，能夠在很短的時間內(nèi)分析大量的生物分子，使人們能夠快速準(zhǔn)確地獲取樣 品中的生物信息，檢測效率是傳統(tǒng)檢測手段的成百上千倍。生物芯片的出現(xiàn)是近年來高 新技術(shù)領(lǐng)域中極具時代特征的重大進(jìn)展，它是物理學(xué)、微電子學(xué)與分子生物學(xué)綜合交叉 形成的新技術(shù)，目前已經(jīng)成為人們高效、準(zhǔn)確、大規(guī)模地獲取相關(guān)信息的重要手段之一。
常規(guī)的生物芯片是將生物分子有序地固化于支持物(如硅片、玻片、聚丙烯酰胺凝膠、 塑料、尼龍膜等)的表面，形成高密度的點陣，與樣品中的靶分子作用后，對雜交或反 應(yīng)信號進(jìn)行檢測，從而對樣品中的靶分子進(jìn)行定性或/和定量。這類芯片有其固有的缺點 1、芯片特異性問題，這與芯片表面修飾和修飾物都有關(guān)系，芯片表面修飾工藝不好或者 修飾物間隔不合適都可能造成芯片表面的非特異性吸附，修飾物的特異性更是直接決定 著芯片的特異性。2、芯片容量，芯片的表面積有限，因此所修飾的修飾物數(shù)量是一定的， 因此，芯片容量也一直是芯片的一個重要問題。3、是芯片同樣品的結(jié)合不充分，芯片同 待檢分子的結(jié)合屬于平面結(jié)合，并且芯片所需樣品量很小，因此不能保證芯片同樣品充 分結(jié)合，這不像液體中兩項能充分混合；4、芯片洗脫不充分，芯片是一個固體表面，洗 脫不能完全洗滌，可能造成干擾物質(zhì)洗漆不完全從而影響芯片的特異性；5、修飾樣品量 小，對低豐度目標(biāo)物質(zhì)的檢測能力有限。
這些問題主要局限于修飾表面不能同樣品的充分混合上。為了解決這些問題，我們 開發(fā)出了液體芯片緩沖液，這些系統(tǒng)即具有固體芯片的優(yōu)勢又很好的解決了修飾表面同 液體樣品的充分結(jié)合問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對生物材料修飾過程中生物大分子的分離純化過程中所存在的問題采用 現(xiàn)代的微加工工藝和生物分子分離基本原理提出的解決方案和系統(tǒng)。
本發(fā)明的原理在于發(fā)明者綜合了層析洗脫分離法和普通微珠芯片分離法的優(yōu)點， 創(chuàng)造性地提出對待測樣品的表面也進(jìn)行相應(yīng)修飾，即根據(jù)芯片表面的修飾類型，選擇相 應(yīng)的樣品修飾緩沖液對待測樣品進(jìn)行修飾，以便進(jìn)行樣品與芯片的結(jié)合，然后芯片與樣 品中生物大分子在樣品結(jié)合緩沖液中結(jié)合，芯片洗滌緩沖液對結(jié)合后的芯片進(jìn)行漂洗以 去除相應(yīng)的雜質(zhì)組分，最后通過洗脫緩沖液將同芯片表面相結(jié)合的生物大分子洗脫下來。 另外，本發(fā)明還提出了將液體芯片制成無緩沖液，或保存在鈍化緩沖液中的產(chǎn)品，在使 用前只需使用激活緩沖液進(jìn)行活化液體芯片，這大大便于液體芯片在運輸和保藏中，以 實現(xiàn)產(chǎn)品的長期保藏。因此，本發(fā)明中所使用的各種材料和修飾、加工過程，如微珠、 緩沖液、對微珠的修飾方法，均可使用現(xiàn)有技術(shù)。
本發(fā)明第一個目的是提供一種用于結(jié)合、分離、純化靶生物大分子的液體芯片系統(tǒng)，
包括
a) 液體芯片由微米或納米級芯片粒子和芯片粒子保存緩沖液組成的，其中所述芯 片粒子由無毒、生物相容性好的高分子材料內(nèi)層和可逆結(jié)合或釋放靶生物大分子的官能 團(tuán)外層組成；
b) 液體芯片工作緩沖液樣品修飾緩沖液、結(jié)合緩沖液、洗滌緩沖液、洗脫緩沖液、 和/或芯片鈍化緩沖液、和/或芯片激活緩沖液；
其中粒子表面的功能基團(tuán)外層是根據(jù)所分離的靶生物大分子進(jìn)行特殊修飾的官能 團(tuán)外層，該特殊修飾選自疏水性修飾、親水性修飾、金屬鰲合/配位修飾、陰離子修飾、 陽離子修飾、生物素親和修飾、免疫修飾、糖基化修飾、dextran修飾、脂肪酸修飾、配 體或受體修飾，或者官能團(tuán)選自-COOH、 -CHO、 -NH2、 -SH、 -S-S、環(huán)氧基、羰基。
本發(fā)明第二個目的是在第一個目的基礎(chǔ)上，提供具有磁性核心的液體芯片系統(tǒng)，包
括
a)液體芯片由微米或納米級芯片粒子和芯片粒子保存緩沖液組成的，其中所述芯 片粒子由無毒、生物相容性好的高分子材料內(nèi)層和可逆結(jié)合或釋放耙生物大分子的官能團(tuán)外層組成，該磁性核心選自鐵的氧化物、鎳的氧化物、鈷的氧化物、鎳-鐵合金或其組 合，其中鐵的氧化物優(yōu)選是Fe304或，F(xiàn)e203。；
b)液體芯片工作緩沖液樣品修飾緩沖液、結(jié)合緩沖液、洗滌緩沖液、洗脫緩沖液、 和/或芯片鈍化緩沖液、和/或芯片激活緩沖液。
帶有磁性的液體芯片系統(tǒng)的工作原理是帶有磁性的芯片與樣品中生物大分子在樣 品結(jié)合緩沖液中結(jié)合，磁性分離，棄上清；芯片洗滌緩沖液對結(jié)合后的磁性芯片進(jìn)行漂 洗以去除相應(yīng)的雜質(zhì)組分，磁性分離，棄上清；最后通過洗脫緩沖液將同芯片表面相結(jié) 合的生物大分子洗脫下來，磁性分離上清液和磁性芯片，留取上清液。
本發(fā)明第三個目的是在第二個目的基礎(chǔ)上，提供高分子材料內(nèi)層摻入了一種熒光染 料或量子點熒光材料組成的熒光顆粒的液體芯片系統(tǒng)，包括.-
a) 液體芯片由微米或納米級芯片粒子和芯片粒子保存緩沖液組成的，其中所述芯 片粒子由無毒、生物相容性好的高分子材料內(nèi)層和可逆結(jié)合或釋放靶生物大分子的官能 團(tuán)外層組成，該磁性核心選自鐵的氧化物、鎳的氧化物、鈷的氧化物、鎳-鐵合金或其組 合，其中鐵的氧化物優(yōu)選是Fe304或Y-Fe203，其中芯片粒子的高分子材料內(nèi)層中還摻入 了一種熒光染料或量子點熒光材料組成的熒光顆粒，并且通過計算機控制的相應(yīng)波長激 光使該芯片粒子中的熒光顆粒被激發(fā)出熒光，從而計算機根據(jù)熒光顏色和強度以及芯片 粒子表面的官能團(tuán)鑒別出官能團(tuán)所結(jié)合的耙生物大分子的種類和數(shù)量；
b) 液體芯片工作緩沖液樣品修飾緩沖液、結(jié)合緩沖液、洗滌緩沖液、洗脫緩沖液、
和/或芯片鈍化緩沖液、和/或芯片激活緩沖液。
在一個具體實施方案中，芯片粒子還可以是多種不同的熒光粒子混合物的液體芯片
系統(tǒng)，每種熒光粒子的高分子材料內(nèi)層摻入了不同的熒光染料或量子點熒光材料，因此 通過計算機控制的相應(yīng)的不同波長的激光使該熒光芯片粒子混合物中不同熒光顆粒被激 發(fā)出不同顏色的熒光和不同強度的熒光，從而計算機根據(jù)熒光顏色和強度以及芯片粒子 表面的官能團(tuán)鑒別出官能團(tuán)所結(jié)合的靶生物大分子的種類和數(shù)量。
本發(fā)明的第四個目的是在前述三個目的的基礎(chǔ)上，提供其還包括用于分離磁性芯片 粒子與液相的相關(guān)配套附件，該附件是對應(yīng)于填充了磁性的珠子的，這些磁珠需要相應(yīng) 的磁石相配合以達(dá)到分離磁珠與液相的目的。配套附件又叫磁架，可以設(shè)計成兩孔的，
兩孔相鄰部分鑲嵌著磁石，適合于單個生物芯片系統(tǒng)；也可以設(shè)計成兩套八連管形式，兩套八連管之間鑲嵌磁石，適合八個樣品的分離；同樣也可以設(shè)計成七個兩套八連管的 集合體，適合96孔板進(jìn)行的高通亮芯片修飾。其中所述磁架主體材料不限，可以是透明 橡膠、塑料等。其工作原理是帶有磁性的芯片與樣品中生物大分子在樣品結(jié)合緩沖液中 結(jié)合，磁性分離，棄上清；芯片洗漆緩沖液對結(jié)合后的磁性芯片進(jìn)行漂洗以去除相應(yīng)的 雜質(zhì)組分，磁性分離，棄上清；最后通過洗脫緩沖液將同芯片表面相結(jié)合的生物大分子 洗脫下來，磁性分離上清液和磁性芯片，留取上清液。
另外，對于保存過程中采取保護(hù)措施的芯片，設(shè)計了芯片恢復(fù)液，使得在使用前芯 片表面能夠獲得最佳的狀態(tài)；為各類表面修飾的芯片提供了針對不同來源樣品的結(jié)合液， 為芯片與目標(biāo)分離大分子的結(jié)合提供最佳的環(huán)境；為各類表面修飾的芯片提供了漂洗液， 以洗卻樣品中其他雜質(zhì)而不影響目標(biāo)分子與芯片的結(jié)合；為各類表面修飾的芯片提供了 洗脫液，使得所分離的目標(biāo)分子成功的從芯片上洗脫以供進(jìn)一步檢測、鑒定和定量。
定義
術(shù)語"靶生物大分子"指待檢的氨基酸、肽、蛋白質(zhì)、核苷、核苷酸、寡核苷酸、核 酸、維生素、單糖、低聚糖、多糖、脂質(zhì)中的一種或多種或其混合物。
術(shù)語"微米級微珠"或"納米級微珠"指直徑約在10-103pim級或10-103nm級的微珠， 該微珠具有生理性無毒、生物高相容性的高分子材料內(nèi)層和可逆結(jié)合或釋放靶蛋白的官
能團(tuán)外層。
本發(fā)明的核心是經(jīng)表面修飾的固體粒子。這些粒子的材質(zhì)很特別，是象瓊脂糖、聚 丙稀酰銨、纖維素等物質(zhì)形成的聚合物粒子，主要特點是具有化學(xué)惰性；如果需要，粒 子中可以填充含有磁性的物質(zhì)從而使粒子可以被磁性物質(zhì)如磁石所吸附。這些粒子很微 小，可以是微米級的粒子也可以是納米級的粒子；而且粒子形狀可以制造成球形的，也 可以制造成其他形狀如立方體等。
所制備的粒子表面需要經(jīng)過特殊的修飾，修飾有很多種，如疏水性修飾、親水性修 飾、親和修飾(如金屬親和等)、弱陰(陽)離子修飾、生物素親和修飾、蛋白質(zhì)(抗 原、抗體、受體等特殊作用功能的蛋白質(zhì))結(jié)合修飾、dextran修飾、脂肪酸修飾等。下 面主要介紹幾種修飾的特征。
術(shù)語"疏水性修飾"，指將微珠表面處理成具有疏水特征的表面，如表面特征修飾C骨架等。由于c骨架的長短決定著疏水性作用的大小和所分離的多肽的特征，因此不同 的疏水能力、不同c骨架可結(jié)合具有疏水性基團(tuán)的不同大小的靶蛋白。然后利用多肽中
含有疏水基團(tuán)，可與固定相之間產(chǎn)生疏水作用而達(dá)到分離、分析微量靶蛋白的目的。例
如，C18疏水性修飾一般只用來純化分離10個氨基酸以下的多肽和肽的酶消化產(chǎn)物，C8 修飾的微珠可用來分離一般大小的多肽，較大的多肽的分離和純化需要用到C3乃至Cl 修飾的微珠表面。
術(shù)語"親水性修飾"，指將微珠表面處理成具有疏水特征的表面，然后利用多肽中含 有親水性基團(tuán)(如-OH基團(tuán)等等)，可與固定相之間產(chǎn)生親水作用而達(dá)到分離、分析微 量生物大分子的目的。其中親水能力同基團(tuán)數(shù)量相關(guān)，這些基團(tuán)可以同具有親水基團(tuán)的 蛋白相結(jié)合。例如，參見文獻(xiàn)Advanced Materials, 2001， 13， 11-22; Chemistry of Materials, 1999， 11， 2389-2399; Chemical Communications, 2002, 350-351; Chemistry of Materials, 2003， 15， 1944-1949。
術(shù)語"糖基化修飾"，是指將微珠表面暴露于進(jìn)行糖基化的酶(例如哺乳動物的糖基 化酶或去糖基化酶)，通過將蛋白質(zhì)通過糖基化酶或去糖基化酶的作用完成糖基化或去 糖基化，通過這些物質(zhì)同生物大分子相結(jié)合，從而具有作為配體或受體的靶蛋白相結(jié)合 的能力。
術(shù)語"dextran修飾"是將粒子表面親和上dextran， dextran上可以通過修飾親和特異 基團(tuán)，通過這些基團(tuán)同生物大分子相結(jié)合。
術(shù)語"脂肪酸修飾"，指將微珠表面親和上脂肪酸，通過形成疏水的脂肪酸支鏈形成 類似細(xì)胞膜的疏水環(huán)境，使得細(xì)胞膜上的靶膜蛋白通過疏水作用插入并結(jié)合到微珠，這 樣膜蛋白等具有相應(yīng)可以通過疏水作用插入到細(xì)胞膜上的生物大分子結(jié)合到珠子上。
術(shù)語"離子交換修飾"，指，是將微珠表面處理成具有吸附(弱)陽/陰離子特征的表 面，如表面特征的修飾(弱)陰/陽離子，從而特征吸附含有(弱)陽/陰離子的蛋白。離 子交換修飾包括(弱)陰/陽離子修飾。由于微珠表面帶有許多可電離基團(tuán)，根據(jù)這些基 團(tuán)所帶電荷不同，可分為陰離子交換微珠和陽離子交換微珠。含有欲被分離的離子的溶 液同微珠混合后，各種離子即與微珠上的荷電部位競爭性結(jié)合。微珠表面荷點部位由基 質(zhì)、荷電基團(tuán)和反離子構(gòu)成，在水中呈不溶解狀態(tài)，能釋放出反離子。同時它與溶液中 的其他離子或離子化合物相互結(jié)合，結(jié)合后不改變本身和被結(jié)合離子或離子化合物的理 化性質(zhì)。微珠表面與水溶液中離子或離子化合物所進(jìn)行的離子交換反應(yīng)是可逆的。假定以RA代表陽離子交換劑，在溶液中解離出來的陽離子A+與溶液中的陽離子B+可發(fā)生可
逆的交換反應(yīng)，反應(yīng)式如下-
RA+B+ -、 *~ RB+A+ 微珠表面利用其荷電基團(tuán)，吸附溶液中相反電荷的離子或離子化合物，被吸附的物
質(zhì)隨后為帶同類型電荷的其他離子所置換而被洗脫。
術(shù)語"親和性修飾"，利用了親和層析(Affinity Chromatography, AC)的基本原理。親和 層析法是利用生物大分子與某些對應(yīng)的專一分子特異識別和可逆結(jié)合的特性而建立起來 的一種分離生物大分子的色譜方法，也叫做生物親和或生物特異性親和色譜。這種特異 可逆結(jié)合的物質(zhì)很多，如抗原與抗體、底物與酶、激素與受體等，他們間的這種特異親 和能力又叫親和力。親和色譜中， 一對互相識別的分子互稱對方為配體，如激素可認(rèn)為 是受體的配體，受體也可以認(rèn)為是激素的配體。瓊脂糖凝膠上的羥基在堿性條件下極易 被溴化氰活化成亞氨基碳酸鹽，并能在溫和的條件下與氨基等基團(tuán)作用而引入配體。而 固定金屬親和層析(Immobilized Metal A伍nity Chromatography, IMAC)是近年來發(fā)展起來 的一種親和方法。其固定相基質(zhì)上鰲合了一些金屬離子，如C^+、 Ni2+、 F^+等，可通過 配位鍵鰲合側(cè)鏈含有Lys、 Met、 Asp、 Arg、 Tyr、 Glu和His的多肽，特別是肽序列中含 有His-X-X-X-His的結(jié)構(gòu)最易結(jié)合到金屬離子親和柱上，純化效果較好。
親和層析法特異可逆結(jié)合的物質(zhì)很多，如抗原與抗體、底物與酶、激素與受體等。 因此，術(shù)語"親和性修飾"指根據(jù)所分離的生物大分子的類型，將其對應(yīng)配體的官能團(tuán)引 入微珠表面，以使得微珠作為生物大分子的配體能特異吸附、釋放生物大分子。因此， 根據(jù)生物大分子與其配體的關(guān)系，親和性修飾可包括生物素親和作用修飾、免疫親和修 飾、凝集素親和修飾、金屬鰲合/配位親和修飾、染料配體親和修飾、核酸親和修飾。
例如，術(shù)語"生物素親和修飾"，指將微珠表面親和結(jié)合生物素、親和素等親和物質(zhì)， 通過它們同生物大分子相結(jié)合。
例如，術(shù)語"免疫親和修飾"，是利用抗體與其相應(yīng)抗原的作用具有高度的特異性和 高度結(jié)合力的特點，將靶蛋白的抗原、抗體偶聯(lián)在微珠表面，以通過這些物質(zhì)使得微珠 與各自互補的靶蛋白相結(jié)合。常見的免疫親和修飾包括單抗親和修飾、細(xì)菌胞壁蛋白A 和蛋白G親和修飾(它們能夠特異結(jié)合到免疫球蛋白的Fc部分，對不同的免疫球蛋白有 不同的結(jié)合力)。
例如，術(shù)語"凝集素親和修飾"，指將凝集素引入微珠表面，由于凝集素可特異結(jié)合靶蛋白的寡糖，從而使得微珠特異結(jié)合、洗脫純化靶蛋白。不同的凝集素能夠特異地結(jié) 合某種寡糖或者糖肽，因而借助于凝集素表面修飾可特異、敏感、快速分析具有糖鏈結(jié) 構(gòu)的靶蛋白，例如幾乎所有的膜蛋白。
例如，術(shù)語"金屬鰲合/配位親和修飾"，是利用靶蛋白質(zhì)表面暴露的一些氨基酸殘基 和微珠之上的金屬離子之間的相互作用，將所述金屬離子引入微珠表面，從而特異吸附、 洗脫純化靶蛋白。這些氨基酸殘基包括組氨酸、色氨酸、賴氨酸等。目前采用的固定金 屬離子螯合劑主要有亞氨基二乙酸(IDA)和次氨基三乙酸(NTA)兩種。它們都可以有效地 與Ni2+,Zn2+，CU2，n 0)2+等二價金屬離子發(fā)生螯合作用,從而將這些金屬離子固定在微珠 表面上。固定金屬親和層析(Immobilized Metal Affinity Chromatography,IMAC)是近年來發(fā) 展起來的一種親和方法，其固定相基質(zhì)上鰲合了一些金屬離子，如C、 Ni2+、 Fe"等。 因此在微珠表面進(jìn)行金屬鰲合/配位親和修飾時，可通過配位鍵鰲合側(cè)鏈含有Lys、 Met、 Asp、 Arg、 Tyr、 Glu和His的多肽，特別是肽序列中含有His-X-X-X-ffis的結(jié)構(gòu)，使得 靶蛋白最易結(jié)合到修飾過的微珠表面上，以達(dá)到很好的純化效果。
例如，術(shù)語"染料配體親和修飾"，指將染料三嗪環(huán)與羥基反應(yīng)偶聯(lián)到微珠表面，在 它們之間形成醚鍵，以作為純化脫氫酶、激酶、血清蛋白、干擾素、多種血漿蛋白等極 好的配體，從而使得微珠吸附、洗脫純化靶蛋白。常用的染料主要有兩類，一類是Cibacron, 另一類是Procion。這些染料結(jié)構(gòu)中都有三嗪環(huán)，環(huán)上有1 2個可被取代的氯原子。染料的 結(jié)構(gòu)類似于某些酶類的底物，如CibacronBlueF3GA與NAD的分子結(jié)構(gòu)類似，是許多酶 和蛋白質(zhì)的極有效的吸附劑。
例如，術(shù)語"核酸親和修飾"指將特異核酸片段偶聯(lián)在微珠上，通過核酸片段可吸附、 洗脫對應(yīng)的核酸結(jié)合蛋白以及調(diào)節(jié)蛋白。通過所述的核酸親和修飾過的微珠或載體，已 經(jīng)純化了許多DNA結(jié)合蛋白，包括轉(zhuǎn)錄因子和與DNA修復(fù)、重組和轉(zhuǎn)座有關(guān)的靶蛋白。 例如倪菊華等采用偶聯(lián)CATTGCT寡核苷酸的DNA親和層析載體上從發(fā)育13天雞胚骨 骼肌核抽提物中分離到兩種核蛋白。
應(yīng)當(dāng)指出的是，由于本發(fā)明綜合了層析洗脫分離法和蛋白微珠芯片分離法的優(yōu)點， 創(chuàng)造性發(fā)明了用于結(jié)合、分離、純化生物大分子的系統(tǒng)及其使用方法。也就是說，本發(fā) 明的關(guān)鍵是將蛋白微珠芯片分離法的微珠系統(tǒng)，轉(zhuǎn)用到層析洗脫分離領(lǐng)域，從而發(fā)明快 速、簡便的分離微量生物大分子的系統(tǒng)。因此，本發(fā)明中所使用的各種材料和修飾、加 工過程，如微珠、緩沖液、對微珠的修飾方法，均可使用現(xiàn)有技術(shù)。例如，各種類型的微珠(包括修飾類型)可使用現(xiàn)有的微珠(例如瓊脂糖微珠可購 自Sigma Chemicals, St丄ouis， MO)。
例如，對于應(yīng)用現(xiàn)有的天然高分子，再將它們加工成形為微珠，已有一些專利報道， 如JP11181147A (1999)、 EP075000A1(1996)、 US5064949A(1991)和JP3028241A(1991)報 道了應(yīng)用纖維素及衍生物制造微珠的方法。W09119746A(1991)和EP0087786A(1983)則 報道了瓊脂和瓊脂糖微珠的成形技術(shù)。CN1105369A(1995)和JP62100534A(1987)報道了 制造甲殼素微珠的方法。合成高分子微珠一般都是在高分子合成過程中用單體通過如懸 浮聚合、乳液聚合或分散聚合的方法來制造的。此外，W.-H.Hou等報道了單分散的聚酰 胺微珠的報道(J.Appl.Polym.Sci.45(1992)1783)。
此外，中國公開專利CN1353130公開了一種新型制備顆粒度均勻的高分子微珠方 法，其發(fā)明原理是首先配制高分子溶液，然后往溶液中滴加沉淀劑，促使高分子溶液相 分離，產(chǎn)生富含高分子且尺寸均勻的液珠。在另一種不會沉淀的高分子保護(hù)下，控制攪 拌速度和溫度，使液珠彼此不碰撞以保持尺寸的穩(wěn)定性，最后液珠轉(zhuǎn)化為高分子均勻微 珠或針狀微珠。起保護(hù)作用的高分子在配制高分子溶液和沉淀劑時加入。
在一個實例中，將欲加工成微珠或針狀微珠的高分子稱之為高分子甲；將起保護(hù) 作用的高分子稱之為高分子乙；將高分子甲的溶劑稱之為溶劑甲，高分子乙也溶解于溶 劑甲；將高分子甲的沉淀劑但同時又是高分子乙的溶劑稱之為溶劑乙。因此，成形高分 子均勻微珠的過程是
(1) 配制高分子甲和乙在溶劑甲中的混合高分子溶液。高分子甲的濃度范圍為 0.001-0.1克/毫升，高分子乙的濃度是高分子甲0.1-10倍。此溶液命名為溶液甲。
(2) 配制高分子乙在溶劑乙中的高分子溶液。高分子乙的濃度范圍為0.001-0.2克/毫 升，溶劑乙與溶劑甲完全混溶。此溶液命名為溶液乙。
(3) 將溶液乙在攪拌下滴入溶液甲中，促使溶液甲相分離。首先產(chǎn)生富含高分子甲的 液珠，并逐漸轉(zhuǎn)化為高分子甲的溶脹微珠。溶液乙的用量是溶液甲的l-10倍，以保證高 分子甲充分沉淀出來。滴加溶液乙時，攪拌速度為5-500轉(zhuǎn)/分。溫度低于溶劑甲和乙的 沸點。
4)用過濾，離心或沉淀的方法分出高分子甲的溶脹微珠。用溶劑乙反復(fù)浸泡和洗滌，不斷更換溶劑乙以洗去溶劑甲及少量共沉淀的高分子乙。這時溶脹微珠逐漸收縮，最后 得到顆粒度均勻的高分子(甲)微珠。
在該公開專利中，還進(jìn)一步描述了成形高分子均勻針狀微珠的過程是
(1) 配制高分子甲和乙在溶劑甲中的混合高分子溶液。高分子甲的濃度范圍為 0.001-0.1克/毫升。高分子乙的濃度是高分子甲的0.1-10倍。此溶液命名為溶液甲。
(2) 配制高分子乙在溶劑乙中的高分子溶液。高分子乙的濃度范圍為0.001-0.2克/毫 升。溶劑乙與溶劑甲完全混溶。此溶液命名為溶液乙。
(3) 將溶液乙在攪拌下滴入溶液甲中，促使溶液甲相分離。首先產(chǎn)生富含高分子甲的 液珠，并逐漸轉(zhuǎn)化為高分子甲的溶脹針狀微珠。溶液乙的用量是溶液甲的1-10倍，以保 證高分子甲充分沉淀出來。滴加溶液乙時，攪拌速度為100-10000轉(zhuǎn)/分。溫度可接近溶 劑甲和乙的沸點。
(4) 用過濾，離心或沉淀的方法分離高分子甲的溶脹針狀微珠。用溶劑乙反復(fù)浸泡和 洗滌，不斷更換溶劑乙，以洗去溶劑甲及少量共沉淀的高分子乙。這時溶脹針狀微珠逐 漸收縮，最后得到顆粒度均勻的高分子(甲)針狀微珠。
術(shù)語"芯片粒子保存緩沖液"是存儲保藏芯片粒子的系統(tǒng)，主要是保持粒子液體芯片 的特殊修飾的穩(wěn)定性，不同修飾的粒子的液緩沖液統(tǒng)不同，組分也不同。
術(shù)語"樣品修飾緩沖液"是對要修飾樣品進(jìn)行簡單修飾以便進(jìn)行樣品與芯片的結(jié)合， 芯片與樣品結(jié)合緩沖液為芯片與樣品中生物大分子的結(jié)合提供了最佳的環(huán)境。
術(shù)語"芯片洗滌緩沖液"是對結(jié)合后的芯片進(jìn)行漂洗以去除相應(yīng)的雜質(zhì)組分，洗脫緩 沖液是將同芯片表面相結(jié)合的生物大分子洗脫下來。
術(shù)語"鈍化緩沖液"是可以可逆鈍化敏感的芯片表面從而保護(hù)芯片。
術(shù)語"芯片激活緩沖液"選自將儲存狀態(tài)的芯片上的表面激活到最適狀態(tài)的液緩沖液統(tǒng)。
基于本發(fā)明工作原理，本發(fā)明中所使用的各種緩沖液(包括激活/鈍化緩沖液、結(jié)合 緩沖液、洗滌緩沖液、洗脫緩沖液)也可使用現(xiàn)有的緩沖液。
例如，在用于選擇吸附層析純化人粒細(xì)胞集落刺激因子的微珠體系中，由于微珠表 面進(jìn)行了聚乙二醇的疏水性修飾處理，因此該微珠體系可使用常規(guī)的緩沖液，如結(jié)合和洗滌緩沖液為的50mmol/L醋酸鈉緩沖液(pH4.5)，而洗脫緩沖液為含lmol / L NaCl的 50mmol/L醋酸鈉緩沖液(pH4.5)。
例如，在用于親和層析純化IgG單抗的微珠體系中，由于微珠表面進(jìn)行了蛋白G的 免疫親和修飾處理，因此該微珠體系可使用常規(guī)的緩沖液，如結(jié)合和洗滌緩沖液為pH7.0、 20mmo1 / L磷酸緩沖液，而洗脫緩沖液為pH2.7、 O.lmmol / L甘氨酸鹽酸。
例如，在用于親和層析純化血小板膜糖蛋白I、 III受體復(fù)合物的微珠體系中，由于 微珠(瓊脂糖膠珠)表面進(jìn)行了刀豆素A (凝集素)的親和修飾處理，因此該微珠體系 可使用常規(guī)的緩沖液，如結(jié)合和洗滌緩沖液為20 mmo1/ L Tris. HC1、 100 mmo1/ L Na2Cl、 0. 1 %Triton X2-100、 1 mmo1/ L CaC12 (pH 7. 4)的緩沖液，而洗脫緩沖液為結(jié)合緩沖液中 加入100 mmo1/ L a2甲基2D2甘露糖苷。
例如，在用于親和層析純化超氧化物岐化酶的微珠體系中，由于微珠表面進(jìn)行了二 價銅離子的金屬鰲合修飾處理，因此該微珠體系可使用常規(guī)的緩沖液，如結(jié)合和洗滌緩 沖液為20mmo1 / L磷酸緩沖液(含0.5mol/L NaCl, pH7.2)，而洗脫緩沖液依次為20mmo1 / L磷酸緩沖液(含0.5mol/L NaCl, pH7.2)、 20mmo1 / L磷酸緩沖液(含0.8mol/L NaCl, pH 6.0)、 20mmo1 / L磷酸緩沖液(含0.5mol/L (NH4)2S04， pH7.8)。
從以上實例可知，由于離子交換層析、選擇吸附層析(如疏水作用層析、親水作用 層析、糖基化作用層析、脂肪酸作用層析)、親和作用層析(如生物素親和作用層析、 免疫親和層析、凝集素親和層析、金屬鰲合/配位親和層析、核酸親和層析)都已經(jīng)廣泛 用于分離純化各種生物大分子，因此對于上述層析法所對應(yīng)的微珠修飾，所涉及的各種 緩沖液(活化、結(jié)合、吸附、洗滌、洗脫緩沖液等)均是上述層析法中已知的。因此， 在使用本發(fā)明的系統(tǒng)進(jìn)行分離、純化、鑒定微量生物靶分子中，根據(jù)所述生物耙分子的 現(xiàn)有技術(shù)中的提示，本領(lǐng)域技術(shù)人員可毫不費力地選擇適當(dāng)?shù)木彌_液。
由于液體芯片表面經(jīng)過了修飾，很多修飾很敏感，可能會受到外界影響從而影響芯 片的存儲壽命，因此本發(fā)明針對不同的表面修飾設(shè)計了相應(yīng)的保存容易以預(yù)防環(huán)境對芯 片表面的影響。僅以親和表面修飾蛋白質(zhì)為例，保存緩沖液中加入了防止蛋白質(zhì)氧化、 酶解等相關(guān)的抑制劑。甚至一些芯片的保存緩沖液中所含物質(zhì)可以可逆鈍化敏感的芯片 表面從而保護(hù)芯片。


圖l:放大的微珠剖面圖，其中4為微珠的高分子內(nèi)層，5為高分子外層，6為官能團(tuán)。
圖2:分離、純化的微量生物大分子(靶蛋白)的質(zhì)譜檢測圖。其中，圖A是分離后的 酸性靶蛋白的質(zhì)譜檢測圖；圖B是分離后的金屬結(jié)合靶蛋白的質(zhì)譜檢測圖。
有益效果
該系統(tǒng)具有重復(fù)性好、樣品處理通量高、操作簡便、成本低等優(yōu)點，并且具有極廣泛的 應(yīng)用領(lǐng)域，適用于各種生物大分子的分離和純化。
具體實施例方式
現(xiàn)在僅用參考下面非限制性的實施例的方式進(jìn)一步描述本發(fā)明。但是應(yīng)當(dāng)理解，下面的 實施例僅僅是作為例證的，不應(yīng)以任何方式當(dāng)作對上述本發(fā)明總體的限制。
實施例一微珠的制備
1. 殼聚糖微珠
殼聚糖(chitosan)，化學(xué)名稱(l,4)-A-氨基-A-脫氧-B-D-葡聚糖，是N-脫乙?；被咸?糖的共聚物，由于殼聚糖及其衍生物無毒，具有生物降解性及良好的生物相容性，被廣 泛用于酶和細(xì)胞的固定化載體。
以下是殼聚糖微珠的制備過程稱取殼聚糖9，溶于300mL2W的醋酸溶液中,連續(xù)攪 拌2h使其充分溶解,抽濾去除不溶物，濾液分別加入Tween-80 10mL、油相分散介質(zhì)、致 孔劑乙酸乙酯、乳化劑及高分子表面改性劑，50。C下充分?jǐn)嚢璩浞址磻?yīng)30min,升溫至6CTC, 加入甲醛溶液,反應(yīng)30min,再加入戊二醛2.0ml，調(diào)pH9.0,升溫至80'C,反應(yīng)60min.抽濾,用 煤油充分洗滌，再用無水乙醇洗滌去除殘留有機物.8(TC干燥，得20 100^m的殼聚糖微 珠。
2. 硅膠微珠的制備
(l)將正硅酸乙酯、乙醇和去離子水混合進(jìn)行水解，正硅酸乙酯與乙醇的體積比為1:0.25 1，正硅酸乙酯與水的摩爾比控制在1 : 2 10之間；加入氨水調(diào)節(jié)pH值，pH 值控制在8 12之間，攪拌6 12小時，得到均勻半透明的聚四乙氧基硅烷溶液；
(2) 將上述聚四乙氧基硅烷溶液加入水中進(jìn)行分散，水與聚四乙氧基硅烷溶液的體積 比為1 4;再加熱溶液，保持在80 10(TC，蒸發(fā)除去乙醇；
(3) 將上述溶液冷卻至室溫，用濃鹽酸調(diào)節(jié)pH在2.5 5.0之間；邊攪拌邊加入尿素 的甲醛混合溶液聚合，尿素與甲醛的摩爾比為1 : 0.5 1.5，混合溶液的加入量為正硅酸 乙酯混合溶液=10 : 2 6體積；重新調(diào)節(jié)pH值為2.5 5.0， 5 40分鐘后加入水終止 反應(yīng)，得到3 l(Hun的粒徑均勻分布有機無機復(fù)合微珠，停止攪拌，放置過夜陳化；將 有機-無機復(fù)合物微珠在650 75(TC灼燒除去有機物，得3 10pm球形硅膠，粒徑分布 范圍士0.5pm。
3.共聚物微珠的制備 (l)聚乳酸共聚物微珠
材料單甲氧基聚乙二醇聚乳酸共聚物[Monomethoxy-poly(ethylene glycol)-b-poly-dl-lactide，PELA40000(2000)，其中2000為MPEG鏈段分子量，40000為 PELA分子量]，聚乳酸[Poly(lactic acid), D,L-PLA,分子量40000，山東醫(yī)療器械公司]， 聚(乳酸-羥基乙酸)[Poly(lactide-co-glycolide), PLGA,乳酸和羥基乙酸的摩爾比為50:50， 分子量40000，山東醫(yī)療器械公司]，其他試劑均為國產(chǎn)分析純試劑。
乳化均質(zhì)機(T18 Basic, IKA Co., China),離心機(CS-6KR， BeckmanCo., USA)， 激光粒度儀(Hydro2000MU, Malvern Instruments Co.， UK)，場發(fā)射掃描電子顯微鏡 (JSM-6700F, JEOL, Japan)。
微珠制備過程如下采用復(fù)乳法制備微珠.先將0.5 mL去離子水(內(nèi)水相Wl)倒入 溶有55 mg共聚物膜材的2mL乙酸乙酯(Ethyl Acetate, EA，油相O)中，用均質(zhì)機乳化 15 s.將該初乳液倒入15 mL去離子水(外水相W2)中，再復(fù)乳化60 s，形成Wl/0/W2 型復(fù)乳液.將復(fù)乳液倒入10 mL去離子水中，室溫下200r/min攪拌3 min，使部分乙 酸乙酯擴(kuò)散到外水相中，進(jìn)行預(yù)固化.再將其倒入400mL去離子水中，室溫下500r/min 攪拌4min進(jìn)行固化，使乙酸乙酯完全除去.用去離子水離心洗滌3次，從而得到大孔微珠。
(2) 聚偏氟乙烯和聚乙烯醇二甲基乙酰胺的共聚微珠
在5000毫升的三口瓶中置入濃度為0.04克/毫升的聚偏氟乙烯和0.02克/毫升的聚乙 烯醇二甲基乙酰胺溶液1000毫升。在攪拌下滴加濃度為0.04克/毫升的聚乙烯醇水溶液， 滴加時注意要等到前一滴所引起的沉淀基本消失方可滴入下一滴。當(dāng)?shù)渭右哼_(dá)2000毫升 時溶液出現(xiàn)混濁。繼續(xù)滴加，直至滴加液總量達(dá)3000毫升。滴加時攪拌速度為500轉(zhuǎn)/ 分，溫度為95'C。攪拌過夜。第2天用離心機在3000轉(zhuǎn)/分下收集微珠沉淀物，并不斷 用水洗，烘干，收率82%。微珠直徑d二2.97微米，分散系數(shù)s-0.23。
(3) 二乙酸纖維素和聚乙烯醇二甲基乙酰胺的共聚微珠
在5000毫升的三口瓶中置入濃度為0.02克/毫升的二乙酸纖維素和0.04克/毫升的聚 乙烯醇二甲基乙酰胺溶液1000毫升。在攪拌下滴加濃度為0.04克/毫升的聚乙烯醇水溶 液，滴加時注意要等到前一滴所引起的沉淀基本消失方可滴入下一滴。當(dāng)?shù)渭右哼_(dá)230 毫升時溶液出現(xiàn)混濁，達(dá)400毫升時完全混濁。繼續(xù)滴加，直至滴加液總量達(dá)2000毫升。 滴加時攪拌速度為250轉(zhuǎn)/分，溫度為40°C。攪拌過夜。第2天濾出微珠，用水反復(fù)洗滌， 烘干，收率53%。微珠直徑d-8.65微米，分散系數(shù)s =0.25。
4.熒光納米微珠的制備
將異丙醇和水按照5: l的比例混合，超聲5分鐘。
稱取0.1-0.8mg的熒光物質(zhì)異硫氰酸熒光素FITC，配制成水溶液，超聲處理10分鐘。
取上清層清液倒入三頸燒瓶中，不斷攪拌使其保持分散狀態(tài)。
取lmL的濃氨水，將其緩慢加入到不斷攪拌的溶液緩沖液中。
取l-3mL的正硅酸乙酯，同樣將其緩慢加入到不斷攪拌的溶液緩沖液中。
緩沖液在室溫的條件下反應(yīng)3-5個小時。
將反應(yīng)產(chǎn)物倒出，用二次蒸餾水洗滌粒子3-5次。清洗后的粒子在20-50。C的溫度下 真空干燥5小時，收集粒子備用。5.磁性微珠的制備
在劇烈攪拌的條件下，向F 和F^+的溶液(Fe2+/ Fe3+=2:3)中加入NaOH溶液。 反應(yīng)過程中保持pH值大于10， 8(TC應(yīng)lh。
反應(yīng)結(jié)束后，將盛有反應(yīng)物的燒杯置于塊狀磁鐵上，靜置幾分鐘，將上清液傾去。 用去離子水洗滌反應(yīng)生成的黑色沉淀物，直到上清液的pH值為中性，之后將產(chǎn)物用超聲 儀分散處理。
然后稱取所制備的Fe304磁液(固含量約10%)，加入到100 ml 10% (v/v)的KH550 的乙醇溶液中，用冰醋酸調(diào)節(jié)pH值至4.5左右。在N2保護(hù)下升溫至75。C反應(yīng)2h ， 停止反應(yīng)，冷卻至室溫，然后用無水乙醇洗兩次，再用水洗三次。即可得到磁性微珠。
實施例二微珠的表面官能團(tuán)修飾
1. 殼聚糖微珠的表面親和修飾過程
將殼聚糖微珠加適量無離子水,用環(huán)氧氯丙垸活化，加入EDC和肝素,4'C攪拌24h,得 表面親和修飾的微珠。
將殼聚糖微珠的長鏈烷基作疏水部分，硫酸基團(tuán)為親水部分，合成N-辛基-O-硫酸 殼聚糖(0CS1)，可得到表面親水性修飾的微珠。
2. 纖維素微珠的表面離子交換修飾過程
將洗滌干凈的纖維素微珠，加至含0.1mol/LDEAE鹽酸鹽、0.5mol/L NaOH的溶 液中，置6(TC下不斷攪拌10h,使其交聯(lián)-DEAE弱堿性陰離子交換基團(tuán)。
3. 微珠的金屬鰲合親和修飾
將微珠加入5mol/L的氫氧化鈉溶液中80'C反應(yīng)30min;再加入2: 4: 5 (V:V:V) 的5mol氫氧化鈉/二甲基亞砜/環(huán)氧氯丙烷，40'C繼續(xù)反應(yīng)4h;然后再加入1 moI/L絡(luò)合 試劑亞氨基乙酸并于60。C水浴反應(yīng)4h,最后將微球置于0.01mol/L硫酸銅溶液中進(jìn)行反應(yīng)，得到表面鰲合金屬銅的微球。
4.熒光微珠的表面氨基修飾
取20mg熒光納米粒子加入30-50mL甲醇和丙三醇按5: 3比例組成的混合液中，用 超聲波處理20-60分鐘。
稱取l-3mLAEAPS[N- (2-氨基乙基)-3-氦基丙基三甲氧基硅烷，用超聲波處理10-60 分鐘。
將上述兩種溶液混合均勻，在6(TC的條件下反應(yīng)5小時。
取出粒子并用甲醇清洗3次，接著在40-8(TC真空干燥2小時，收集粒子得到表面修 飾有氨基的生物功能化的熒光納米微珠。
實施例三酸性蛋白、金屬結(jié)合蛋白的結(jié)合、純化、鑒定
(1)取98ul結(jié)合緩沖液于0.5ml的eppendorf管中，加入2ul血清。選取弱陽離子結(jié) 合分離裝置，20—200ul移液器前端固定分離裝置，吸取EP管中樣品，輕柔來回吸打5 次，靜置lmin。吹棄樣品。0.6ml漂洗緩沖液加入1.5mlEP管中，把移液器調(diào)節(jié)到120ul 吸取洗滌緩沖液，在另一個EP管中中反復(fù)吸打三次，棄去洗滌緩沖液，如此重復(fù)三次。 吸取20ul洗脫緩沖液，靜置2mins。把洗脫液吸入一新的0.2ulEP管。洗脫液可以進(jìn)行蛋 白質(zhì)譜檢測和鑒定，結(jié)果如圖2-A所示，其中橫坐標(biāo)代表所檢測蛋白的質(zhì)荷比(其中電 荷為l)，縱坐標(biāo)為峰強度，每個質(zhì)譜峰的峰高對應(yīng)著蛋白質(zhì)的相對含量。
(2)取98ul結(jié)合緩沖液于0.5ml的eppendorf管中，加入2ul血清。選取012+離子結(jié) 合分離裝置，20—200ul移液器前端固定分離裝置，吸取EP管中樣品，輕柔來回吸打5 次，靜置5min。吹棄樣品。0.6ml漂洗緩沖液加入1.5m正P管中，把移液器調(diào)節(jié)到120ul 吸取漂洗緩沖液，在另一個EP管中中反復(fù)吸打三次，棄去漂洗緩沖液，如此重復(fù)三次。 吸取20ul洗脫緩沖液，靜置5mins。把洗脫液吸入一新的0.2ulEP管。洗脫液可以進(jìn)行蛋 白質(zhì)譜檢測和鑒定，結(jié)果如圖2-B所示，其中橫坐標(biāo)代表所檢測蛋白的質(zhì)荷比(其中電 荷為l)，縱坐標(biāo)為峰強度，每個質(zhì)譜峰的峰高對應(yīng)著蛋白質(zhì)的相對含量。
權(quán)利要求
1.一種用于吸附、分離、純化、檢測超微量生物大分子的液體芯片系統(tǒng)，包括a)液體芯片由微米或納米級芯片粒子和芯片粒子保存緩沖液組成的，其中所述芯片粒子由無毒、生物相容性好的高分子材料內(nèi)層和可逆結(jié)合或釋放靶生物大分子的官能團(tuán)外層組成；b)液體芯片工作緩沖液用于修飾待測樣品和芯片的修飾緩沖液、用于吸附靶蛋白的結(jié)合緩沖液、用于洗去微珠中雜質(zhì)的洗滌緩沖液、用于洗脫微珠上靶蛋白的洗脫緩沖液、和/或用于使芯片表面活性鈍化的緩沖液、和/或用于活化芯片表面的激活緩沖液；其中芯片粒子表面的功能基團(tuán)外層是根據(jù)所分離的靶生物大分子所進(jìn)行修飾的官能團(tuán)外層，這些飾選自疏水性修飾、親水性修飾、金屬鰲合/配位修飾、陰離子修飾、陽離子修飾、生物素親和修飾、免疫修飾、糖基化修飾、dextran修飾、脂肪酸修飾、配體或受體修飾，或者官能團(tuán)選自-COOH、-CHO、-NH2、-SH、-S-S、環(huán)氧基、羰基。
2. 權(quán)利要求1中所述的液體芯片系統(tǒng)，其中芯片粒子內(nèi)層的高分子材料選自聚多糖、聚 酯、烯烴聚合物、聚氨化合物、聚酸化合物、蛋白質(zhì)、膠體物、二氧化硅、環(huán)氧化合 物或以上組成的共聚物，所述的生物大分子是待檢的氨基酸、肽、蛋白質(zhì)、核苷、核 苷酸、寡核苷酸、核酸、維生素、單糖、低聚糖、多糖、脂質(zhì)中的一種或多種或其混 合物。
3. 權(quán)利要求2所述的液體芯片系統(tǒng)，其中聚多糖選自瓊脂糖、殼聚糖、纖維素、瓊脂糖、 淀粉、環(huán)糊精，聚酯選自聚(丙交酯-共-乙交酯)、聚(丙交酯-共-碳酸酯)、樹脂、聚 氨酯、聚己內(nèi)酯、纖維素酯、聚乙二醇、聚乙烯醇，烯烴聚合物選自聚砜、聚醚砜、 聚偏乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈，聚酸化合物選自聚乳酸、乳酸與乙醇酸共聚物、 聚羥基酸、3-羥基丁酸和3-羥基己酸聚合物，蛋白質(zhì)選自膠原、纖維蛋白、纖維粘連 蛋白、白蛋白，膠體物選自硅膠、明膠、羅望子膠、沙蒿膠、黃原膠、瓜爾豆膠或共 聚物；或以上任意組合的共聚物。
4. 權(quán)利要求1至3任一項所述的液體芯片系統(tǒng)，其中芯片粒子還可包含具有磁性的核 心，該磁性核心選自鐵的氧化物、鎳的氧化物、鈷的氧化物、鎳-鐵合金，或其組合。
5. 權(quán)利要求4所述的液體芯片系統(tǒng)，其中鐵的氧化物是Fe304或Y-Fe203。
6. 權(quán)利要求1至5任一項所述的液體芯片系統(tǒng),其中芯片粒子的高分子材料內(nèi)層中還摻 入了一種熒光染料或量子點熒光材料組成的熒光顆粒，并且通過計算機控制的相應(yīng)波 長激光使該芯片粒子中的熒光顆粒被激發(fā)出熒光，從而計算機根據(jù)熒光顏色和強度以及芯片粒子表面的官能團(tuán)鑒別出官能團(tuán)所結(jié)合的靶生物大分子的種類和數(shù)量。
7. 權(quán)利要求6所述的液體芯片系統(tǒng)，其中芯片粒子還可以是多種不同的熒光粒子混合 物，每種熒光粒子的高分子材料內(nèi)層摻入了不同的熒光染料或量子點熒光材料，因此 通過計算機控制的相應(yīng)的不同波長的激光使該熒光芯片粒子混合物中不同熒光顆粒 被激發(fā)出不同顏色的熒光和不同強度的熒光，從而計算機根據(jù)熒光顏色和強度以及芯 片粒子表面的官能團(tuán)鑒別出官能團(tuán)所結(jié)合的靶生物大分子的種類和數(shù)量。
8. 權(quán)利要求4至7任一項中所述的液體芯片系統(tǒng)，其還包括用于分離磁性芯片粒子與液 相的相關(guān)配套附件，該附件是對應(yīng)于填充了磁性的珠子的，這些磁珠需要相應(yīng)的磁石 相配合以達(dá)到分離磁珠與液相的目的。配套附件又叫磁架，可以設(shè)計成兩孔的，兩孔 相鄰部分鑲嵌著磁石，適合于單個生物芯片系統(tǒng)；也可以設(shè)計成兩套八連管形式，兩 套八連管之間鑲嵌磁石，適合八個樣品的分離；同樣也可以設(shè)計成七個兩套八連管的 集合體，適合96孔板進(jìn)行的高通亮芯片修飾。
9. 權(quán)利要求8中所述的液體芯片系統(tǒng)，其中所述磁架主體材料不限，可以是透明橡膠、 塑料等。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于結(jié)合、分離、純化靶生物大分子的液體芯片系統(tǒng)，包括由微米或納米級芯片粒子和芯片粒子保存緩沖液組成的液體芯片，和液體芯片工作緩沖液樣品修飾緩沖液、結(jié)合緩沖液、洗滌緩沖液、洗脫緩沖液、和/或芯片鈍化緩沖液、和/或芯片激活緩沖液。該系統(tǒng)具有重復(fù)性好、樣品處理通量高、操作簡便、成本低等優(yōu)點，并且具有極廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，適用于各種生物大分子的分離和純化。
文檔編號G01N21/64GK101592655SQ20091014815
公開日2009年12月2日 申請日期2009年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者于中連, 晶 任, 呂萍萍, 燕 張, 胡曉慧, 馬慶偉 申請人:毅新興業(yè)(北京)科技有限公司