[发明专利]基于疏水蛋白/甲基纤维素的聚二甲基硅氧烷表面改性方法

说明书

技术领域

本发明属于微流控芯片分离技术领域，具体涉及一种聚二甲基硅氧烷微流控芯片的表面改性方法。

背景技术

微流控芯片又称微全分析系统，是20世纪90年代发展起来的一种将样品制备、反应、分离和检测等基本集成在单一微芯片上的新技术，目前已广泛应用于生命科学、生物医药、环境科学和化学等诸多研究领域。聚二甲基硅氧烷（PDMS）因其具有价格低廉、化学性质稳定、生物兼容性好等优点，因而常用作微流控芯片的基体材料，但因其具有较强的疏水性、电渗流不稳定且对蛋白质等多种分析物质具有较强的吸附性，导致PDMS微流控芯片性能的降低，进而影响其应用范围。

物理吸附涂层是目前PDMS微流控芯片常用的一种微通道表面修饰方法。该方法是表面活性分子在固/液界面自发的吸附现象，在固体表面形成物理吸附涂层，从而克服样品分子在芯片通道表面的非特异性吸附，该方法操作简便，涂层易再生。常用表面修饰剂中以高浓度水溶性聚合物如0.5%甲基纤维素（MC）修饰效果较好，但高浓度水溶性聚合物使溶液粘度变大，为实验操作带来不便，且对抑制蛋白质的非特异性吸附效果不理想。另外，由于物理吸附所形成的涂层的不稳定性，所以在修饰芯片后不经处理直接对分析物进行分离时，会使分析物的分离效率受到一定程度的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有微流控芯片表面改性方法存在的物理吸附涂层不稳定的缺点，提供一种芯片表面亲水性强、抗污染能力高、涂层稳定的聚二甲基硅氧烷微流控芯片表面改性方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：将疏水蛋白SC3和甲基纤维素加入运行缓冲液中，每升运行缓冲液中加入0.5～2.5mg疏水蛋白SC3、0.5g甲基纤维素，配制成表面改性剂，向NaOH活化处理后的聚二甲基硅氧烷微流控芯片的微通道中注入表面改性剂，常温孵育10～20分钟，60～70℃加热10～30分钟，得到表面改性的聚二甲基硅氧烷。

本发明优选将疏水蛋白SC3和甲基纤维素加入运行缓冲液中，每升运行缓冲液中加入1.0mg疏水蛋白SC3、0.5g甲基纤维素，配制成表面改性剂。

上述的运行缓冲液是20mmol/L pH值为7.4～9.4的PBS缓冲液、10mmol/L pH值为8.0～11.0的硼砂缓冲液或50mmol/L pH值为7.0～9.0的Tris-HCl缓冲液；所述的疏水蛋白SC3由sigma公司提供，其货号68795。

本发明以疏水蛋白SC3与甲基纤维素为表面改性剂，经物理吸附在聚二甲基硅氧烷微通道表面自组装形成两亲性的单分子膜，然后加热芯片通道，使甲基纤维素诱导疏水蛋白SC3的构型转化，在聚二甲基硅氧烷微通道表面形成稳定的两亲性的单分子膜，该方法可以增强聚二甲基硅氧烷的涂层稳定性以及通道的表面亲水性，有效地抑制蛋白质在微通道表面的非特异性吸附，提高聚二甲基硅氧烷表面的抗污染能力。实验结果表明，采用本发明方法改性后聚二甲基硅氧烷微流控芯片分离蛋白、多肽，分析物的色谱峰型得到明显的改善，柱效及分离度得到明显的提高，实现了分析物的高效重现分离。

附图说明

图1是聚二甲基硅氧烷（a）、对比实施例1得到的表面改性的聚二甲基硅氧烷（b）以及实施例1得到的表面改性的聚二甲基硅氧烷（c）的红外光谱图。

图2是异硫氰酸荧光素标记的牛血清白蛋白在聚二甲基硅氧烷芯片微通道中的荧光吸附照片。

图3是异硫氰酸荧光素标记的牛血清白蛋白在实施例1得到的表面改性的聚二甲基硅氧烷芯片微通道中的荧光吸附照片。

图4是异硫氰酸荧光素标记的溶菌酶在聚二甲基硅氧烷芯片微通道中的荧光吸附照片。

图5是异硫氰酸荧光素标记的溶菌酶在实施例1得到的表面改性的聚二甲基硅氧烷芯片微通道中的的荧光吸附照片。

图6是异硫氰酸荧光素标记的牛血清白蛋白、溶菌酶分别在聚二甲基硅氧烷、实施例1得到的表面改性的聚二甲基硅氧烷芯片微通道中的相对荧光吸附强度。

图7是血液中红细胞在聚二甲基硅氧烷芯片表面吸附情况的扫描电镜图。

图8是血液中红细胞在实施例1得到的表面改性的聚二甲基硅氧烷芯片表面吸附情况的扫描电镜图。

图9是神经降压素和甲硫脑啡肽在实施例2得到的表面改性的聚二甲基硅氧烷芯片分离时得到电泳图。

图10是胎球蛋白和牛血清白蛋白在实施例2得到的表面改性的聚二甲基硅氧烷芯片分离时得到的电泳图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但是本发明不仅限于这些实施例。