基于微流控與光電傳感的現(xiàn)場蛋白質(zhì)測定系統(tǒng)研究.pdf

1、蛋白質(zhì)是一切生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，是細胞的重要組成部分，是生命活動的主要承擔(dān)者。而對蛋白質(zhì)測定，尤其是對作為生命標(biāo)志物的蛋白質(zhì)進行特異性測定，在疾病診斷、食品安全等領(lǐng)域中有著廣泛而頻繁的應(yīng)用。而提高蛋白質(zhì)測定效率，實現(xiàn)現(xiàn)場測定更是可以應(yīng)用到全球疫病防控等重要領(lǐng)域，這對于社會、國家乃至全人類是非常重要的。所以，如何有效完成現(xiàn)場蛋白質(zhì)測定一直都是國內(nèi)外研究學(xué)者的關(guān)注熱點。本文查閱和研究了國內(nèi)外大量參考文獻，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前蛋白質(zhì)測定方法因為存在以下問題而

2、無法實現(xiàn)現(xiàn)場測定：測定過程耗時長，每一次測定需要數(shù)小時甚至數(shù)天；測定流程繁瑣，測定人員需要進行專業(yè)技能培訓(xùn)；測定環(huán)境通常要求在實驗室進行；測定成本高。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①在了解蛋白質(zhì)概念與蛋白質(zhì)測定意義的基礎(chǔ)上，分析了當(dāng)前國際上常用的蛋白質(zhì)測定的方法，總結(jié)了目前蛋白質(zhì)測定所面對的種種問題，并歸納了當(dāng)前國內(nèi)外研究人員在蛋白質(zhì)測定技術(shù)的研究方向，最后確定了基于微流控技術(shù)、光電傳感與檢測技術(shù)來實現(xiàn)快速、操作簡單、低成本、高靈敏的

3、蛋白質(zhì)測定系統(tǒng)以順利完成現(xiàn)場蛋白質(zhì)測定的研究目標(biāo)。②設(shè)計了兩種基于微芯片加工技術(shù)、微粒操控技術(shù)等微流控技術(shù)以及光電傳感與檢測等技術(shù)的現(xiàn)場蛋白質(zhì)測定系統(tǒng)的總體方案。對以下現(xiàn)場微流控蛋白質(zhì)測定系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)、方法與理論展開了深入研究：基于免疫吸附測定蛋白質(zhì)含量的原理；基于硅片、PDMS、軟光刻等方法制作微流控芯片與通道；基于多種交流動電效應(yīng)操控微粒的原理與方法；基于LED誘導(dǎo)熒光的原理與設(shè)計方法；溶液中電極電阻抗的測量原理與方法等。③基于交

4、流動電效應(yīng)操控微粒的原理與方法以及基于 LED誘導(dǎo)熒光的原理與設(shè)計方法，提出了一種利用以交流電熱效應(yīng)為主，于流體內(nèi)部在微米尺度范圍內(nèi)制造微小旋渦流以攪動局部液體運動以加速蛋白質(zhì)吸附的機制，同時結(jié)合誘導(dǎo)熒光方法，給出了一種交流電熱熒光現(xiàn)場蛋白質(zhì)測定方案與對應(yīng)的儀器設(shè)計，首次于國內(nèi)外實現(xiàn)了主動引導(dǎo)目標(biāo)蛋白質(zhì)往探針蛋白質(zhì)靠攏的現(xiàn)場蛋白質(zhì)檢驗方法和系統(tǒng)。④提出了一種利用以介電泳力為主的交流動電效應(yīng)來主動吸引目標(biāo)蛋白質(zhì)到探針蛋白質(zhì)附近以加速蛋白質(zhì)