在微流体光子晶体传感器中进行空间分辨的蛋白质结合动力学分析

科学领域:

• 生物光子学 生物光子学
• 微流体学 微流体学
• 生物分子工程 生物分子工程

背景情况:

• 器官芯片系统对于体外药物查和医学研究至关重要.
• 在微流体系统中进行细胞培养分析需要无标签的,持续的生物分子监测.
• 光子晶片为无标签检测提供了一个有前途的光学传导方法.

研究的目的:

• 调查使用光子晶片与微流体芯片集成的光子晶片,用于无标签的生物标志物检测.
• 分析使用光谱仪和1D空间分辨率数据进行蛋白质结合测量的同通道参考的能力.
• 为了评估基于交叉相关性的结合动力学数据分析的性能.

主要方法:

• 光子晶片与微流体芯片的集成.
• 使用光学光谱和1D空间分辨率 (1.2μm) 进行无标签检测.
• 实施基于交叉相关性的数据分析程序.
• 使用乙醇-水稀释系列确定检测极限 (LOD).
• 使用斯特雷普塔维丁-生物素相互作用模型评估结合动力学.

主要成果:

• 确定 LOD 的中位数为 (2.3±0.4) ×10-4 RIU (10秒暴露) 和 (1.3±0.24) ×10-4 RIU (30秒暴露).
• 在层状流条件下,在微流体通道内实现了局部蛋白质结合.
• 由于速度轮,观察到结合动力学在微流体通道边缘减少.

结论:

• 与微流体集成的光子晶片为无标签的生物标志物检测提供了一个可行的平台.
• 开发的系统允许无接触监测具有空间分辨率的结合动力学.
• 了解流动动力学对于优化微流体通道边缘生物分子检测至关重要.