微流控芯片技术在蛋白质分析中的应用进展VIP免费

第l9卷第4期2007年4月化学研究与应用ChemicalResearchandApplicationVo1．19．No．4Apr．，2007文章编号：1004-1656(2007)0443345434微流控芯片技术在蛋白质分析中的应用进展蓝悠，李全文，陈缵光(中山大学药学院，广东广州510089)摘要：近年来，微流控芯片技术取得了显著的发展。随着微电子及微机械等制作技术的不断进步，高通量、高效、快速、低成本的微流控分析芯片在蛋白质和多肽分析方面获得了令人瞩目的成果。本文主要介绍了微流控芯片在蛋白质组学分析研究的应用和发展。引用文献52篇。‘关键词：微流控芯片；微芯片；蛋白质分析中图分类号：0629．73文献标误码：A随着人类基因组测序计划的完成，分子生物学已经进入蛋白质组学的研究阶段⋯。为了在蛋白质水平上对各种生物学功能、各种生理、生化过程以及各种疾病发生的机理更全面的了解，人们的研究重点逐渐转向于用各种基于蛋白质的检测手段来研究蛋白质的结构、功能、翻译后修饰(．Ms)以及蛋白质之间的相互作用．3J。蛋白质分析对重大疾病机理、疾病诊断与治疗、药物筛选等方面的研究有重要意义，其最基本的研究任务是从生物样品中分离和鉴定蛋白质。蛋白质检测分析最常用的方法是先从细胞中提取蛋白质，再通过双向凝胶电泳(2一DGE)分离生物样品中的特定蛋白质，然后用荧光扫描或质谱(MS)等方法检测和分析，从而得到蛋白质的定性及定量数据J。这些传统的技术过于繁琐、样品消耗量大、灵敏度不高，无法满足蛋白质组学对分析系统快速、集成、高通量、高灵敏度的需求。而微流控芯片(Mi．crofluidicChip)的研究和发展给蛋白质分析开拓了新思路。微流控芯片是利用微电子机械系统(Micro—elec．tro—mechanicalSyster~，Ⅷ)技术在玻璃、硅和有机高分子聚合物等基片表面，构建微管、微池、微泵等分析单元和系统07．引，或基于芯片毛细管电泳技术，以实现样品进样、生物和化学反应、预浓缩、分离和检测。具有快速、高效、高通量、低成本、低样品量、可批量分析等”J，是蛋白质研究的优良I|-其中有些蛋白芯片在技术上比较成熟，已经开始向商业和临床应用发展J。微流控芯片的迅速发展需要灵敏的检测形式与之相适应。由于芯片的检测区域非常微小，分离速度快，对检测器的灵敏度和响应速度要求很高¨引。因此基于不同检测原理的众多检测方法都被运用在微流控芯片系统的研究中，按照其原理可以分为光学检测法、电化学检测法和质谱检测法等。1光学检测法光学检测法又分为荧光检测法、吸收光度检测法、化学发光检测法等。其中荧光检测法，尤其是激光诱导荧光检测，因其线性范围宽，灵敏度极高(可达到10一mol／L～10moL／L，甚至能进行单分子检测)，是应用最早且至今仍应用广泛的光学检测方法。但由于只有部分的化合物能产生荧光，必须用荧光试剂对其进行衍生，因此在激发光源波长和荧光试剂选择上受到了限制。林炳承¨等用PVA修饰氧化后的PDMA芯片通道表面，使不亲水的通道表面变成亲水，并发现100％水解的PVA吸附作用和电渗流都较88％水解的PVA和未修饰的PDMA表面小。在用覆盖了3层PVA涂层的PDMA芯片分离，用荧光标记的碱性蛋白(溶菌酶，核糖核酸酶)时获得收稿日期：2006-01-25；修回日期：2006．10-25基金项目：国家自然科学基金项目(20375049，20575080)资助联系人简介：陈缵光(1961·)，男，博士，教授，研究方向为分析仪器、药物分析和临床化学等。Email：ehenzg@gzsums．edu．cn维普资讯http://www.cqvip.com化学研究与应用第19卷了超过100000塔板／m的结果，分离酸性蛋白(牛血清蛋白，B一乳球蛋白)的结果也令人满意。Xiao等¨通过修饰微通道表面，将蛋白质吸附降低了几个数量级。他们将PDMS与硅键合的芯片的通道表面氧化后，利用原子传递自由基聚合反应在通道表面形成一层聚丙烯酰胺，增加了表面的亲水性。用此装置可在35s内分离溶菌酶和细胞色素C，分析荧光标记的BSA，塔板高度可达30p．m，有效塔板数为33000塔板／m，而且几乎没有可逆和不可逆的蛋白质吸附。t述片j百道表面自勺=揣了芯片的分析分离能力，将是微流控芯片的—个发展方向。Schulze等¨在用硅芯片分离蛋白质时，使用激发波长为266nm的远紫外激光诱导荧光技术进行检...