適配體篩選微分析系統的研製

《適配體篩選微分析系統的研製》是依託南京大學，由許丹科擔任項目負責人的專項基金項目。

基本介紹

• 中文名：適配體篩選微分析系統的研製
• 項目類別：專項基金項目
• 項目負責人：許丹科
• 依託單位：南京大學

項目摘要

針對適配體篩選系統中存在的結構龐雜、流程冗長和難以完全實現自動化等不足，本課題以研製適配體自動化篩選微型設備為目標，設計與加工集成有表面電漿成像（SPRi）監測、PCR擴增與檢測功能一體化的微流體晶片分析系統。採用SPRi檢測技術，通過磁性納米信號放大方法達到對適配體候選分子的高靈敏檢測；採用On-Chip PCR技術，通過構建的PCR擴增、檢測和自循環系統，使篩選出的適配體候選分子自動進入PCR區域進行擴增；擴增後的候選分子將再次進入SPRi區域進行結合與篩選，從而形成SELEX循環。利用本課題組在適配體檢測與分離、SPR成像方法及生物晶片的研究基礎，設計並加工實現SPRi成像的光路與檢測器件、PCR擴增控溫單元、電磁性分離單元及微流路液體控制單元等，同時結合微陣列生物晶片技術，實現多靶標分子的高通量快速篩選，研製出SELEX-on-a-chip適配體全自動高效篩選儀器（平台）。

結題摘要

本課題圍繞適配體篩選微分析系統裝置研製與適配體篩選分析套用等開展了系統研究工作。該裝置研製主要包括微流控晶片的設計與製備、表面電漿共振成像檢測系統、PCR螢光晶片分析系統、微納磁珠樣品線上分離系統及適配體微分析系統集成等。研製中創新設計與製作了含有正篩通道與負篩通道的微流控晶片；構建了krechamn稜鏡型表面電漿共振成像儀器，該系統可實時動態監測正篩微流控通道中靶分子特異性結合的核酸分子的數量變化；PCR螢光晶片檢測系統分別由微流控PCR晶片、溫度實時監控系統、恆壓泵PC線上控制系統、PCR熱循環程控系統及螢光實時監測系統五部分組成，通過得到的擴增曲線快速獲取最優擴增條件，提高了篩選中PCR擴增速度。研製的微納磁珠樣品線上分離系統由自動化電子升降台、接觸式超音波混合系統和微流控微納磁珠晶片組成，使PCR反應樣品dsDNA的分離和ssDNA的再生操作總時間縮短到35min，分離效率達到約90%，可有效進行dsDNA純化分離及次級文庫再生。研製中通過微流體自動進樣與連線裝置，採用計算機作業系統控制將上述部分集成組裝構成適配體篩選微分析系統。該系統已成功套用於乳鐵蛋白適配體的自動化篩選中，篩選獲得的適配體具有高特異性與高親和力，並成功套用於生物感測分析中。該適配體篩選微分析系統具有動態化監測、智慧型化控制、自動化再生、集成化操作等創新點，大大提高了篩選操作的可靠性，節省了操作時間與繁雜程度。研製該系統有利於高效製備適配體探針，為生物感測器研製、生物成像分析、生物標誌物發現、醫學診斷及新藥研發等領域提供積極與重要的支持；也為生物分子檢測的智慧型化製造提供了發展思路。