[实用新型]用于蛋白质捕获的微流控芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种与神经退行性疾病产生有关的蛋白质例如β-淀粉样蛋白、tau蛋白、a-突触核蛋白等的捕获中采用的装置。

背景技术

世界人口在不断的老龄化，据世界卫生组织统计，目前全球有3560万痴呆患者，到2030年这一数字将增加一倍，2050年这一数字将增加至三倍以上。痴呆类型包括阿尔茨海默病、帕金森氏病、亨廷顿舞蹈病等神经退行性疾病。普遍认为大量错误折叠的蛋白质，如β-淀粉样蛋白（amyloid beta）、tau蛋白、a-突触核蛋白（α-synuclein）在细胞内聚集是神经退行性疾病产生的物质基础。因此在开发针对这些疾病的治疗药物的过程中，需要有一种简单易用的方法捕获这些蛋白，并实时监控这些物质对于蛋白质聚集的影响。

水凝胶是由交联的聚合物链形成的三维聚合物空间网状结构。它不溶于水但亲水性使其能够容纳大量的水。此外，可以通过调节聚合物浓度和前体的分子量来改变孔径。其内部多孔结构可以将药物分子包裹在聚合物网络内。此外，这种结构也可以作为细胞封装的支架：其纳米级孔径可以允许后续向细胞供应营养物，但同时防止较大物质如抗体或酶的渗透。此外，水凝胶的生物相容性使其能更好地模拟蛋白质折叠的自然环境。

水凝胶通常分为物理凝胶和化学凝胶两种。其中物理凝胶包括热可逆凝胶，其在常温下呈稳定的凝胶态，但加热后可转变为溶液。但是，其中温度的改变可能影响蛋白质反应速度，破坏蛋白质结构。而化学凝胶使用较多的包括含有甲基丙烯酸酯或丙烯酸酯基团的超支化聚丙三醇（hPG）和聚乙二醇（PEG）。通过将这些大分子单体与光引发剂一同暴露于紫外线下进行快速交联，或利用加热手段引发自由基进行聚合。综上，无论是利用加热或紫外线辐照的方法，均会影响蛋白质反应，从而使得检测结果不准确。此外，现有常规的物理凝胶和化学凝胶捕获方法捕获的不仅有错误折叠程度高的蛋白质寡聚物和纤维，也会捕获错误折叠程度低的小分子蛋白质和部分小尺寸单体，无法对错误折叠程度高的蛋白质寡聚物和纤维进行针对性研究。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种在蛋白质捕获过程中采用的微流控芯片，基于该芯片并按照合适的工艺可以实现对错误折叠程度高的蛋白质寡聚物和纤维进行针对性捕获，以及同时可以获得更准确的分析结果。

为解决以上技术问题，本实用新型采取的技术方案如下：

一种用于蛋白质捕获的微流控芯片，包括芯片本体，微流控芯片还包括形成于芯片本体上且在一端部相交汇构成第一聚焦区的第一微通道、第二微通道和第三微通道，形成于芯片本体上且在一端部相交汇构成第二聚焦区的第四微通道、第五微通道和第六微通道，形成于芯片本体上的第七微通道，其中第四微通道的另一端与第一聚焦区连通，第七微通道的一端与第二聚焦区连通。

优选地，在各微通道的进口端设置有过滤器。

优选地，第一微通道、第二微通道和第三微通道分别用于通入超支化聚丙三醇水溶液、双巯基聚乙二醇水溶液以及带有标记的待捕获蛋白肽溶液，第五微通道和第六微通道内用于通入油相物质。

优选地，芯片本体由聚二甲基硅氧烷构成。

优选地，微流控芯片还包括用于将各微通道封闭的表面平整的基底。

优选地，基底为显微镜用载玻片。

本实用新型微流控芯片可通过软刻蚀法制作，具体步骤如下：

i)将设计好的第一微通道、第二微通道、第三微通道、第四微通道、第五微通道以及第六微通道印刷在醋酸膜上，并将醋酸膜放置于涂覆有光刻胶的硅晶片顶部，经过紫外光照射，得到芯片模板；

ii)将聚二甲基硅氧烷预聚物和其交联剂灌注在所述芯片模板上，进行固化，将固化的聚二甲基硅氧烷模具剥离芯片模板，并对各所述微通道的出入口进行压力穿孔，之后运用表面平整的基底对各微通道进行密封；

iii)将表面疏水剂注入各微孔通道并静置，使得微通道表面疏水即得所述微流控芯片。

利用本实用新型进行蛋白质捕获的一种方法如下：

（1）使超支化聚丙三醇水溶液、双巯基聚乙二醇水溶液、带有标记的待捕获蛋白肽单体溶液分别注入微流控芯片的第一微通道、第二微通道和第三微通道中，三者在第一聚焦区混合得到混合液，所述混合液经第四微通道流至第二聚焦区并被从第五和第六微通道注入的油相物质包裹，获得微液滴，所述微液滴内，所述超支化聚丙三醇和双巯基聚乙二醇发生巯基-烯的点击化学反应形成水凝胶，得到外层为油相内层为含有蛋白肽溶液的微凝胶；