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大连化物所自主研发数字微流控设备实现多靶标免疫分析

2022-07-25

近日,大连化物所单细胞分析研究组(1820组)陆瑶研究员、刘显明副研究员与复旦大学口腔医学院刘婷姣教授团队合作,在数字微流控多靶标免疫分析技术研究中取得新进展。

基于抗体—抗原特异性识别的免疫检测技术是生物医学研究、临床诊断及药物开发等领域中应用最广泛的靶向、高灵敏蛋白检测方法。传统的基于96孔板的免疫检测技术存在样品/试剂消耗量大、检测指标单一等缺点。而数字微流控(Digital Microfluidics,以下简称“DMF”)芯片可通过电场驱动实现在二维平面对微升—纳升级液体样本进行精准、自动操控,具有实现微量生物样本自动化检测并升级传统分析平台的潜力。然而,由于光谱重叠等技术限制,目前文献报道的DMF免疫检测平台一般仅能实现同时分析2至3种靶向蛋白,难以满足研究、应用需求。

针对上述问题,合作团队通过在DMF平台集成条形码芯片技术,利用位置分辨突破光谱重叠限制,实现了多指标免疫检测:在DMF芯片上极板的疏水层表面构建位置分辨的抗体条形码阵列,用于多指标蛋白检测;在DMF芯片的底板上建立独立驱动电极阵列,实现微量样品、检测试剂等输运,完成反应、染色等免疫检测过程。合作团队最终在同一芯片上利用单色荧光检测,实现了十个样本以及每个样本十种靶向蛋白的同时分析,为目前文献报道的DMF平台免疫检测的最高通量及最多指标,样品消耗量仅为4微升。值得一提的是,本工作中所用的数字微流控设备、分析芯片及驱动软件均为我所自主研发,前期已入选2022年度《中国科学院自主研制科学仪器》名录。

相关结果以“Spatial Barcoding-enabled Highly Multiplexed Immunoassay with Digital Microfluidics”为题,发表在《生物传感器与生物电子》(Biosensors and Bioelectronics)上。该工作的共同第一作者是大连化物所1820组联合培养硕士研究生李慧冰和刘显明副研究员。上述工作得到国家自然科学基金重大科研仪器项目、大连化物所创新基金等项目的支持。(文/刘显明 图/李慧冰、马大川)

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.114557
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