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本文在移动反应界面(Moving Reaction Boundary,MRB)原理的基础上,提出了一种全新的检测总蛋白含量的方法,在微型芯片上通过荧光阻滞信号的获得,测定MRB电泳滴定(MRBET)总的蛋白含量结果。通过连续高交联度的聚丙烯酰胺凝胶(continous highly cross-linked polyacrylamide gel,PAG)固定住目标蛋白,并利用H+和蛋白质上的氨基反应,以此提出MRBET酸滴定蛋白原理,构成整个反应系统。理论上,界面位移的阻滞程度是蛋白含量测定的依据。因而,实验中可以利用相关校准曲线的计算,就可以将未知样品的MRB阻滞信号(RMRB)转换成的样品中总蛋白含量。整个MRBET微型芯片装置包含有30个独立的工作单元,并且每个单元有五条极短的(5mm)独立的分离微通道。仅需要15V的电池电压,就可以同时在150个微通道内进行电泳。包含样品的PAG在紫外光照下发生聚合,将样品固定在独立的微通道里,并且这里首次使用了异硫氰酸荧光素(FITC)作为RMRB的指示剂。和传统的使用大玻璃管装置的MRBET相比,这种新型的微流控芯片 MRBET有着以下优点:低电压(芯片 MRBET需要15V电压,而传统需要200V),低样品消耗(芯片MRBET需要约2μL,传统需要200μL),快速分析检测(芯片MRBET需要约20~60sec,而传统需要15min),极强的灵敏度(芯片MRBET不到0.2μg/mL,而传统约为0.15 mg/mL),高通量(芯片MRBET同时运行150管,而传统约只能运行一管),以及芯片具有集成化和自动化的巨大潜力。 具体的研究情况如下: 1、MRBET检测总蛋白含量系统的建立 基本原理:通过连续高交联度的聚丙烯酰胺凝胶(continous highly cross-linked polyacrylamide gel,PAG)固定住目标蛋白,并利用H+和蛋白质上的氨基反应,以此提出MRBET酸滴定蛋白原理,构成整个反应系统。实验结果表明,界面位移的阻滞程度是蛋白含量测定的依据。因而,利用相关校准曲线的计算,就可以将未知样品的MRB阻滞信号(RMRB)转换成的样品中总蛋白含量。并且在实验中证实了一下几点:(1)蛋白质可以被完全的固定在PAG中。(2)H+和蛋白质的碱性残基或者 OH-和蛋白质的酸性残基都可以反应并且进行蛋白质定量检测。(3)实验中H+基本只和蛋白反应,糖类,三聚氰胺等杂质不干扰。 2、实验装置的设计 实验所用微流控阵列芯片装置是用PDMS材料制成,在大小为7.5cm×2.5cm的芯片基板上,利用光蚀刻技术对其进行加工,使其表面整齐均匀的排布30(5×6)个操作单元,每个单元的阴极槽(直径1mm)及阳极槽(直径1mm)间分别有平行的5个分离通道(20um deep×80um width×5mm length)将其彼此连接。 3、施恩奶粉中蛋白总量的检测 根据 MRB原理,首次在芯片装置上建立新型可视化的电泳滴定,快速准确的检测施恩婴儿奶粉中蛋白总含量。在这个体系中,MRB由氢离子和已经固定于高交联度的PAG中的蛋白,在电场的作用下相互作用,与此同时,用荧光指示剂FITC标定蛋白,使用CCD荧光显微镜实现对MRB位置的实时在线的显示。利用MRB的移动速率与奶粉中蛋白浓度的函数关系来建立相关标准曲线。实验显示,NPN对MRBET法的影响非常小,且MRBET法比传统方法检测速率快,重复性好。