[发明专利]一种功能化的荧光蛋白多色编码微球的制备方法

说明书

本发明属于荧光微球编码技术领域，具体涉及一种功能化的荧光蛋白多色编码微球的制备方法。以荧光蛋白代替有机荧光染料和纳米材料，通过化学偶联将荧光蛋白组装到微球表面，以蛋白质类型、浓度及微球粒径为编码元素，获得超大编码容量的单色和多色荧光微球；荧光微球表面通过生物素修饰将链霉亲和素固定到微球表面，结合生物素标记捕获探针实现多靶标分子高通量的快速分析。本发明制备工艺简洁，编码容量大，性能稳定，且通用性强，对环境友好。本发明的微球可应用于疾病诊断、食品安全、环保、蛋白质组学、基因组学和药物筛选等方面。

技术领域

本发明属于荧光微球编码技术领域，具体涉及一种功能化的荧光蛋白多色编码微球的制备方法。

背景技术

近年来，基于光学编码微球的阵列技术(包括液相生物芯片技术及基于微球的平面阵列芯片技术)在实现高通量、高灵敏度、多目标同时分析的基础及应用研究中有着无可比拟的优势，特别适用于复杂样品的分析测定，成为当前特别有吸引力的研究领域。编码微球作为信号载体，应具备的性能有：编码数量多，编码信号稳定性好，均一性好，功能化的微球表面，解码方便，生物相容性好和环境友好等方面。

如表1所示，现有荧光微球的制备方法通常采用物理方法(例如溶胀法和乳化法等)和化学方法(例如共聚法和自主装法等)，主要采用的荧光材料为有机染料和无机纳米材料。采用有机荧光染料制备编码微球的优点是：有机荧光染料的量子产率高，易于偶联和吸附到微球上。其缺点是：有机荧光染料稳定性和抗漂白能力差。在高浓度下会发生团聚以及荧光自猝灭，严重限制了其编码数量和编码稳定性。在无机纳米材料中，量子点具有优异的光学性能，如：宽而连续的吸收光谱，窄而对称的发射光谱，高量子效率以及高稳定性等。但是，量子点之间的FRET效应引起的重吸收现象及团聚效应也是量子点编码最大的一个挑战，导致其编码容量远低于其理论值，甚至还低于Luminex Co.使用有机染料获得的编码微球数(500个编码群)。上转换纳米材料依赖于原子跃迁而发光，与量子点和有机染料相比具有更好的荧光稳定性且没有FRET效应，但其较低的量子产率限制了编码容量的增加。此外，现有文献报道的结果表明，采用传统的有机荧光染料及无机荧光纳米材料制备荧光编码微球过程中仍然存在以下问题：如荧光编码微球的制备步骤复杂，耗时长；在荧光材料及编码微球制备过程中会用到多种有毒的化学试剂，这些有毒化学试剂会带来的严重的环境污染问题；相应的荧光编码微球在使用过程中，有可能对环境和人类的健康带来次生灾害。因此，本领域亟需开发一种新的环境友好型荧光材料，发展新的荧光编码微球制备方法，以突破当前编码容量偏低以及现有荧光材料在制备和使用过程中存在的潜在污染等技术瓶颈问题，从而满足飞速发展的临床诊断、基因组学和蛋白质组学等基础研究及应用研究的迫切需要。

表1与荧光编码微球相关的专利文献之比较

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种功能化荧光蛋白多色编码微球的制备方法，将其应用于不同的研究领域。所述的方法简单、易操作。

本发明的技术方案如下所述：

首先利用活化试剂将微球表面修饰的功能基团进行活化，然后通过化学偶联将荧光蛋白组装到微球表面，结合荧光蛋白的类型、浓度和微球粒径作为编码元素，获得了超大编码容量的单色、双色以及三色荧光编码微球库。同时在编码微球表面引入生物素-链霉亲和素系统使其成为功能化的荧光编码微球。

具体地，本发明的技术方案如下所述：

一种功能化的荧光蛋白多色编码微球的制备方法，它包括下列步骤：

(1)利用微生物表达、纯化获得荧光蛋白，将所得荧光蛋白稀释成0～200μg/mL的荧光蛋白溶液；

上述步骤中的0～200μg/mL的荧光蛋白溶液的浓度也可以是微量～200μg/mL。