用于检测疟疾抗原的毛细微流控芯片

准确且价格合理的快速诊断试验(RDT)对于许多传染病来说是不可或缺的,但市场上往往缺乏能够在在感染开始时检测到低抗原浓度的高度敏感疟疾RDT。今天给大家介绍一篇来自IBM的工作,该工作主要通过毛细管驱动的微流控芯片结合三明治免疫分析和化学银染色来提高疟疾RDT敏感性的策略。在文章中,作者使用了带有捕获抗体(CAB)功能化的5μm荧光珠。这些微珠通过毛细作用在凹陷的“微珠道”中自组装,微珠道穿过硅和SU-8微加工芯片的主要流动路径。分析物与检测抗体(DAB)和与金纳米颗粒(NPs)结合的二级抗体(2ndAbs)的结合允许在珠子上形成银膜。这种银膜遮住了珠子的荧光核心,其与样品中抗原的浓度成反比。我们用人血清中添加的重组疟疾抗原恶性疟原虫富含组氨酸蛋白2(rPfHRP2)说明了该方法,该抗原是在大肠杆菌中表达的重组HRP2蛋白,也是标准参考物质。我们的免疫分析的检测限(LOD)在20分钟内小于6 ng mL-1,接近目标产品配置文件(TPP)中消除疟疾设置所需的灵敏度。这里提出的概念是灵活的,也可用于在毛细管驱动微流控芯片上并行检测生物标记物的荧光免疫分析。


【文章主要亮点工作】



四步工艺流程: 进行硅刻蚀工艺,然后进行SU8图形化,之后通入磁珠并将磁珠进行富集,然后封上DFR的干膜(45摄氏度),并利用切割机进行芯片的切割。(备注:玻璃也可以作为DFR衬底,DFR的过程适应于MEMS半导体的器件中;有研究也发现可以使用SU8来制作微流控芯片的流体通道,DFR的化学性质较为稳定,跟玻璃以及硅都有较好的粘附性,也有足够的光刻分辨率;表面的处理以及洁净步骤极大程度影响封接;升高的温度以及较长的键合时间都会生物样本在封闭体系的预处理)。




芯片的主要结构:anti-wettingstuctures, 两个loading pads, 两个磁珠结合区域,一个毛细压力Pump,一个出气口,15um的深,100um的宽,(半月形的结构防止液体溢出),该芯片的主要结构参数:215um的深度,20um宽的结构,承载大约200个磁珠,大约的直径为5.9um。



双抗夹心结合银染的方式:预先孵育荧光磁珠与capture antibody , 将血清中的抗原物质与dAb,二抗,金结合的抗体孵育五分钟。银染色结合纳米金颗粒,不仅能够极大的提高检测的灵敏性。

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