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蛋白质微阵列技术能够高通量地测定蛋白质的活性、功能及其相互作用,在蛋白质组学研究中发挥着重要作用。近年来,人们尝试了多种蛋白质微阵列基底材料和固定技术,以增加蛋白质在基底表面的吸附量和稳定性,进而提高检测信号强度和方法的灵敏度。聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane, PDMS)是一种生物兼容性良好的有机聚合物,由于具有良好的透光性、透气性、价格低廉、加工简单等优点,近几年来被广泛用作制备微流控芯片和DNA阵列芯片的材料。PDMS表面疏水、易吸附蛋白质,因此也是一种理想的制备蛋白质微阵列基底材料,且相对于其他高分子材料如聚苯乙烯(PS), PDMS本身荧光背景低,尤其适用于高灵敏度的荧光检测。为了进一步提高PDMS表面对蛋白质的吸附能力,可以利用各种物理或化学表面修饰技术改性,其中改变表面形貌,增加比表面是一种有效的措施。本文旨在通过化学湿法刻蚀和软刻蚀技术相结合,研制具有三维(3-D)微-纳结构的PDMS,构建高效的蛋白质微阵列芯片。全文共分两部分。第一章,综述了近年来芯片免疫分析和微-纳结构芯片加工方法的研究进展,其中芯片免疫分析包括均相免疫分析和非均相免疫分析,而微-纳结构芯片加工方法则包括湿法、干法、阳极氧化法、合成法和天然模板法等。第二章,将化学湿法刻蚀和软刻蚀技术相结合,以HF刻蚀后的载玻片为阳模,直接浇注制得3-D微-纳结构PDMS基片,建立了一种简单、快捷、高效的加工蛋白质微阵列芯片的新技术。借助于物理吸附,将抗体直接固定于具有微-纳结构PDMS表面,形成具有3-D微纳结构的蛋白质微阵列PDMS芯片。采用CCD、扫描电镜以及原子力显微镜等对玻璃阳模和PDMS基片表面形貌进行表征,研究了PDMS表面微纳结构化处理对蛋白质吸附能力的影响。结果表明,3-D微纳结构的PDMS由于具有大的比表面积,因此能显著增强蛋白质的吸附能力。将研制得的3-D微纳结构PDMS基片用于微阵列免疫分析,其灵敏度是平板PDMS所制备的蛋白芯片的5倍。