數字微流控設備實現多靶標免疫分析

近日，中科院大連化學物理研究所研究員陸瑤、副研究員劉顯明與復旦大學口腔醫學院劉婷姣教授團隊合作，在數字微流控多靶標免疫分析技術研究中取得新進展。相關研究成果發表在《生物傳感器與生物電子》上。

基于抗體—抗原特異性識別的免疫檢測技術是生物醫學研究、臨床診斷及藥物開發等領域中應用最廣泛的靶向、高靈敏蛋白檢測方法。傳統的基于96孔板的免疫檢測技術存在樣品/試劑消耗量大、檢測指標單一等缺點。而數字微流控（Digital Microfluidics，以下簡稱“DMF”）芯片可通過電場驅動實現在二維平面對微升—納升級液體樣本進行精準、自動操控，具有實現微量生物樣本自動化檢測并升級傳統分析平臺的潛力。然而，由于光譜重疊等技術限制，目前文獻報道的DMF免疫檢測平臺一般僅能同時分析2至3種靶向蛋白，難以滿足研究及應用需求。

針對上述問題，合作團隊通過在DMF平臺集成條形碼芯片技術，利用位置分辨突破光譜重疊限制，實現了多指標免疫檢測：在DMF芯片上極板的疏水層表面構建位置分辨的抗體條形碼陣列，用于多指標蛋白檢測；在DMF芯片的底板上建立獨立驅動電極陣列，實現微量樣品、檢測試劑等輸運，完成反應、染色等免疫檢測過程。合作團隊最終在同一芯片上利用單色熒光檢測，實現了十個樣本以及每個樣本十種靶向蛋白的同時分析，為目前文獻報道的DMF平臺免疫檢測的最高通量及最多指標，樣品消耗量僅為4微升。

該工作中所用的數字微流控設備、分析芯片及驅動軟件均為中科院大連化學物理研究所自主研發，前期已入選2022年度《中國科學院自主研制科學儀器》名錄。