[发明专利]基于微流控芯片的蛋白质聚集体分析检测装置及工作方法

说明书

本发明公开了一种基于微流控芯片的蛋白质聚集体分析检测装置及工作方法，该装置包括微流体控制系统、光学系统、成像系统、微流控芯片、数据采集处理系统。微流体控制系统包括注射泵和样品池，用于对芯片中样本流和鞘液流的流速控制；光学系统包括激发光源单元和收集单元，激发光源用于将激发光引入到芯片通道的检测区域，收集单元用于前向散射光信号收集；成像系统包括CMOS相机和第二聚焦透镜；所述的微流控芯片置于方形卡槽中；所述的数据采集处理包括光电探测器和低噪声锁相放大器组成。本发明的优点是减少了系统的成本且保持小型化优势，同时具有光学和成像两种监测系统，样品和试剂的用量少，便携性强。

技术领域

本发明涉及生物制药和生物技术领域，特别是涉及一种蛋白质聚集体分析检测装置及工作方法。

背景技术

蛋白质聚集体的测量是评估蛋白药物分子质量属性的关键，这是因为蛋白药物聚集普遍存在于发酵、纯化、制剂以及储存等各个过程中。聚集体的形成可由多种机理引发，包括疏水基团之间的共价键相互作用以及二硫键的形成等。聚集体既可能以小的可溶性低聚物或片段存在，也可能发展成较大的亚可见或可见的颗粒(0.01～100μm)。

聚集体的出现会影响药物的生物活性，降低疗效，增加抗体的免疫原性，甚至会导致严重的免疫反应，引起一系列临床的不良反应。因此必须在整个生产过程中保证其均一性，彻底筛除产品的聚集体存在。

常用于表征聚集体大小的方法有尺寸排阻色谱法(SEC)和动态光散射法(DLS)。

当表征单体(约150kDa)与较高分子量聚集体(≥300kDa)时，SEC法具有较高分辨率和自动化能力，稳定性和重复性较好，可实现可靠的定量分析。但是当对单体和低分子量片段(约100kDa)进行分离表征时，往往因二者流体动力学半径比较接近而使分离表征难度加大。此外，SEC方法在常用条件下分析时间往往需要20min左右，因此极大的限制了其高通量的分析能力。

利用DLS法可表征粒径范围从1nm到1μm的聚集体，无法表征更大粒径的聚集体颗粒，且此种方法要求聚集体的尺寸尽量保持较低的多分散度，否则尺寸测定会有较大的偏差。

此外还有一些其它的表征技术可用于测量聚集体大小，如场流分级分离、分析超速离心、纳米颗粒跟踪分析技术、微流成像等。这些方法在表征聚集体大小时都受到一定的限制，无法对其在宽范围内进行尺寸表征，因此需要开发新的表征体系能够快速准确的对聚集体进行宽范围内的高通量测量。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于微流控芯片的蛋白质聚集体分析检测装置及工作方法。在微流控芯片上实现了对不同量程范围内聚集体颗粒的计数检测，操作简便，灵敏度高，样品消耗少并且具有高度的便携性，生产及维护费用极低。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案具体如下：

一种基于微流控芯片的蛋白质聚集体分析检测装置，包括微流体控制系统、光学系统、成像系统、微流控芯片及数据采集处理系统；

所述微流体控制系统包括注射泵和样品池，用于对芯片中流体的流速控制；

所述光学系统包括激发光源单元和收集单元，所述激发光源单元包括激光光源和依次排列的反射镜、柱面镜，所述的收集单元包括依次排列的光阑、第一聚焦透镜、滤光片及狭缝；，激发光源单元用于将激发光引入到芯片通道的检测区域，收集单元用于前向散射光信号收集；

所述成像系统包括CMOS相机和第二聚焦透镜，用于监测芯片的动态；

所述微流控芯片位于方形卡槽中，作为样品检测载体；所述方形卡槽的两侧分别为柱面镜和光阑；所述微流控芯片中设有三个进样通道和一个检测通道，其中，位于中间的进样通道上设有样品进样口，两侧的进样通道上分别设有第一鞘液进样口及第二鞘液进样口，三个进样通道均于层流聚焦区处与所述检测通道相连通，所述检测通道中一部分为检测窗口，所述检测通道的末端为芯片出口；