一种针对前列腺癌不同类型血清标志物进行同时检测的微流控电化学生物传感系统

成果基本信息
关键词：	血清;电化学;生物传感器
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	4912016Y0015	资源采集日期：	2017-02-20

研究情况
单位名称：	中国科学院上海应用物理研究所	技术水平：
评价证书号：	2060906	评价单位：	国家知识产权局
评价日期：	2016.05.04	评价证书号：	2060906

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
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成果简介
本发明提供一种针对前列腺癌不同类型的血清标志物进行同时检测的微流控电化学生物传感系统，包括：用于依次运输样品溶液，样品洗脱液，信号探针溶液，信号探针洗脱液以及电化学检测缓冲溶液的连续进样单元，样品溶液中含有针对前列腺癌的蛋白类标志物和/或miRNA类标志物；由一个或多个微通道网络组成的微流控芯片，该微流控芯片覆盖在电极阵列上形成一个通道系统，电极阵列的表面上固定有与样品溶液相互作用的抗体和/或捕获探针，所述通道系统与连续进样单元连接；以及为连续进样单元提供动力的动力系统。本发明创造性地提供了一种能够同时检测与前列腺癌疾病密切相关的不同类型血清标志物的灵敏度高且成本低的微流控电化学生物传感系统。　　本发明的目的是提供一种针对前列腺癌不同类型血清标志物进行同时检测的微流控电化学生物传感系统，从而解决现有技术中前列腺癌疾病检测技术的步骤繁琐，仪器设备体积大，价格昂贵，特异性不高且无法同时实现对多种标志物进行检测的缺陷。　　为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：　　提供一种针对前列腺癌不同类型的血清标志物进行同时检测的微流控电化学生物传感系统，包括：用于依次运输样品溶液，样品洗脱液，信号探针溶液，信号探针洗脱液以及电化学检测缓冲溶液的连续进样单元，所述样品溶液中含有针对前列腺癌的蛋白类标志物和/或miRNA类标志物；由一个或多个微通道网络组成的微流控芯片，所述微流控芯片覆盖在电极阵列上形成一个通道系统，所述电极阵列的表面上固定有与所述样品溶液相互作用的抗体和/或捕获探针，所述通道系统与所述连续进样单元连接；以及为所述连续进样单元提供动力的动力系统。　　其中，所述连续进样单元在动力系统的作用下，将样品溶液，样品洗脱液，信号探针溶液，信号探针洗脱液以及电化学检测缓冲溶液依次通入所述微流控芯片的微通道网络，并与固定在所述电极阵列表面的抗体和/或核酸捕获探针相互作用，产生可供电化学设备检测的信号，一次性读出不同捕获探针修饰的电极阵列表面的电化学信号；所述前列腺癌不同类型的血清标志物包括蛋白类标志物和miRNA类标志物。　　所述蛋白类标志物包括前列腺特异性抗原（prostatespecificantigen，PSA）、前列腺特异性膜抗原（prostatespecificmembraneantigen，PSMA）、白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）或血小板因子-4（plateletfactor-4，PF-4）。　　固定在所述电极阵列表面的抗体包括：单克隆鼠抗前列腺特异性抗原抗体（PSA-Ab）、单克隆鼠抗前列腺特异性膜抗原抗体（PSMA-Ab）、单克隆白细胞介素-6抗体（IL-6-Ab）或单克隆血小板因子-4抗体（PF-4-Ab）。　　所述miRNA类标志物包括miR21、miR141或miR221。　　所述固定在所述电极阵列表面的核酸捕获探针包括分别与miR21、miR141或miR221对应的单链核酸探针及发夹结构和DNA四面体纳米结构探针。　　所述单链核酸探针包括分别针对miR21、miR141或miR221的完全匹配探针，单碱基不匹配探针以及阴性对照探针。其中，单碱基不匹配探针是用来考察核酸杂交特异性避免假阳性信号，阴性对照探针则是用来考察背景信号。　　所述DNA四面体纳米结构探针包括分别针对miR21、miR141或miR221的完全匹配探针，单碱基不匹配探针以及阴性对照探针。其中，单碱基不匹配探针是用来考察核酸杂交特异性避免假阳性信号，阴性对照探针则是用来考察背景信号。　　所述微流控芯片与电极阵列通过等离子体清洗以及加热键合处理后形成无漏液的完全密封的可逆或不可逆的所述通道系统，以保证流体的正常传送。无需机械螺丝和上下夹板任何外界的作用力，可同时实现一个或多个网络单元的检测工作。　　所述连续进样单元由具有贯穿通道的小管形成，所述先导洗脱液，样品溶液，样品洗脱液，信号探针溶液，信号探针洗脱液和电化学检测缓冲溶液彼此之间通过空气泡间隔依次通过所述贯穿通道通入所述微流控芯片的微通道网络。　　所述动力系统由连接在微流控芯片的下游的注射泵或注射器形成，提供作为流体驱动力的真空负压，以实现连续进样单元内不同功能溶液的自动传送。　　所述电极阵列是是由丝网印刷技术制备的碳电极阵列或金电极阵列，或者是在碳电极表面直接电化学沉积纳米金属颗粒制备的电极阵列或由光刻技术制备的平面电极阵列。各电极阵列表面可固定不同的捕获探针，包括但不限于抗体与核酸。　　所述样品溶液，样品洗脱液，信号探针溶液，信号探针洗脱液和电化学检测缓冲溶液之间依次由长度为0.5cm以上的空气泡间隔开，以防止进样和上样过程中因压力的快速变化导致空气塞被挤压或溶液的不连续分散以至前后溶液混合，形成交叉污染。　　本发明中的微流控芯片的微通道网络是以稠密的弯曲微通道设计为基础，完整的覆盖单个三电极体系，包括工作电极，对电极和参比电极，以引导微尺度的流体均匀流经电极表面，同时不受电极表面材料亲、疏水性的影响，而宽的微通道内流体会非连续流经疏水性表面则会造成传感界面不均一。该微通道网络单元也适合公用一对参比和对电极的多工作电极体系。

成果名称：	一种针对前列腺癌不同类型血清标志物进行同时检测的微流控电化学生物传感系统	关键词：	血清;电化学;生物传感器
成果类别：		一级分类名称：	机械制造
二级分类名称：	仪器仪表技术	三级分类名称：	传感器
研究起止时间：	2013.12 至2016.05	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	中国科学院上海应用物理研究所	学科分类2：	320.11
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：	R446.1	课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：	2012CB932603
经费实际投入额（万元）：	870.00	评价单位：	国家知识产权局
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2016.05.04	转让范围：
评价证书号：	2060906	推荐单位：
推广形式：	无	成果登记号：	4912016Y0015
成果简介：	本发明提供一种针对前列腺癌不同类型的血清标志物进行同时检测的微流控电化学生物传感系统，包括：用于依次运输样品溶液，样品洗脱液，信号探针溶液，信号探针洗脱液以及电化学检测缓冲溶液的连续进样单元，样品溶液中含有针对前列腺癌的蛋白类标志物和/或miRNA类标志物；由一个或多个微通道网络组成的微流控芯片，该微流控芯片覆盖在电极阵列上形成一个通道系统，电极阵列的表面上固定有与样品溶液相互作用的抗体和/或捕获探针，所述通道系统与连续进样单元连接；以及为连续进样单元提供动力的动力系统。本发明创造性地提供了一种能够同时检测与前列腺癌疾病密切相关的不同类型血清标志物的灵敏度高且成本低的微流控电化学生物传感系统。　　本发明的目的是提供一种针对前列腺癌不同类型血清标志物进行同时检测的微流控电化学生物传感系统，从而解决现有技术中前列腺癌疾病检测技术的步骤繁琐，仪器设备体积大，价格昂贵，特异性不高且无法同时实现对多种标志物进行检测的缺陷。　　为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：　　提供一种针对前列腺癌不同类型的血清标志物进行同时检测的微流控电化学生物传感系统，包括：用于依次运输样品溶液，样品洗脱液，信号探针溶液，信号探针洗脱液以及电化学检测缓冲溶液的连续进样单元，所述样品溶液中含有针对前列腺癌的蛋白类标志物和/或miRNA类标志物；由一个或多个微通道网络组成的微流控芯片，所述微流控芯片覆盖在电极阵列上形成一个通道系统，所述电极阵列的表面上固定有与所述样品溶液相互作用的抗体和/或捕获探针，所述通道系统与所述连续进样单元连接；以及为所述连续进样单元提供动力的动力系统。　　其中，所述连续进样单元在动力系统的作用下，将样品溶液，样品洗脱液，信号探针溶液，信号探针洗脱液以及电化学检测缓冲溶液依次通入所述微流控芯片的微通道网络，并与固定在所述电极阵列表面的抗体和/或核酸捕获探针相互作用，产生可供电化学设备检测的信号，一次性读出不同捕获探针修饰的电极阵列表面的电化学信号；所述前列腺癌不同类型的血清标志物包括蛋白类标志物和miRNA类标志物。　　所述蛋白类标志物包括前列腺特异性抗原（prostatespecificantigen，PSA）、前列腺特异性膜抗原（prostatespecificmembraneantigen，PSMA）、白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）或血小板因子-4（plateletfactor-4，PF-4）。　　固定在所述电极阵列表面的抗体包括：单克隆鼠抗前列腺特异性抗原抗体（PSA-Ab）、单克隆鼠抗前列腺特异性膜抗原抗体（PSMA-Ab）、单克隆白细胞介素-6抗体（IL-6-Ab）或单克隆血小板因子-4抗体（PF-4-Ab）。　　所述miRNA类标志物包括miR21、miR141或miR221。　　所述固定在所述电极阵列表面的核酸捕获探针包括分别与miR21、miR141或miR221对应的单链核酸探针及发夹结构和DNA四面体纳米结构探针。　　所述单链核酸探针包括分别针对miR21、miR141或miR221的完全匹配探针，单碱基不匹配探针以及阴性对照探针。其中，单碱基不匹配探针是用来考察核酸杂交特异性避免假阳性信号，阴性对照探针则是用来考察背景信号。　　所述DNA四面体纳米结构探针包括分别针对miR21、miR141或miR221的完全匹配探针，单碱基不匹配探针以及阴性对照探针。其中，单碱基不匹配探针是用来考察核酸杂交特异性避免假阳性信号，阴性对照探针则是用来考察背景信号。　　所述微流控芯片与电极阵列通过等离子体清洗以及加热键合处理后形成无漏液的完全密封的可逆或不可逆的所述通道系统，以保证流体的正常传送。无需机械螺丝和上下夹板任何外界的作用力，可同时实现一个或多个网络单元的检测工作。　　所述连续进样单元由具有贯穿通道的小管形成，所述先导洗脱液，样品溶液，样品洗脱液，信号探针溶液，信号探针洗脱液和电化学检测缓冲溶液彼此之间通过空气泡间隔依次通过所述贯穿通道通入所述微流控芯片的微通道网络。　　所述动力系统由连接在微流控芯片的下游的注射泵或注射器形成，提供作为流体驱动力的真空负压，以实现连续进样单元内不同功能溶液的自动传送。　　所述电极阵列是是由丝网印刷技术制备的碳电极阵列或金电极阵列，或者是在碳电极表面直接电化学沉积纳米金属颗粒制备的电极阵列或由光刻技术制备的平面电极阵列。各电极阵列表面可固定不同的捕获探针，包括但不限于抗体与核酸。　　所述样品溶液，样品洗脱液，信号探针溶液，信号探针洗脱液和电化学检测缓冲溶液之间依次由长度为0.5cm以上的空气泡间隔开，以防止进样和上样过程中因压力的快速变化导致空气塞被挤压或溶液的不连续分散以至前后溶液混合，形成交叉污染。　　本发明中的微流控芯片的微通道网络是以稠密的弯曲微通道设计为基础，完整的覆盖单个三电极体系，包括工作电极，对电极和参比电极，以引导微尺度的流体均匀流经电极表面，同时不受电极表面材料亲、疏水性的影响，而宽的微通道内流体会非连续流经疏水性表面则会造成传感界面不均一。该微通道网络单元也适合公用一对参比和对电极的多工作电极体系。
联系人：	孙晶晶	成果登记日期：	2016-12-26
联系人email：	sunjingjing@sinap.ac.cn	单位代码：	93100262
邮政编码222：	201800	联系人电话：	021-39194931
单位传真：	021-59553021	单位通讯地址：	上海市嘉定区宝嘉公路2019号
单位所在省市：		单位电话：	021-39194935;59554934
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：		已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2016	知识产权形式：
成果完成人：	樊春海;左小磊	资源采集日期：	2017-02-20

一种针对前列腺癌不同类型血清标志物进行同时检测的微流控电化学生物传感系统

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