CN106932366A - 基于透明质酸耦合润滑素蛋白修饰的棱镜型表面等离子共振芯片抗污染表面的制备方法 - Google Patents

基于透明质酸耦合润滑素蛋白修饰的棱镜型表面等离子共振芯片抗污染表面的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106932366A
CN106932366A CN201710211467.4A CN201710211467A CN106932366A CN 106932366 A CN106932366 A CN 106932366A CN 201710211467 A CN201710211467 A CN 201710211467A CN 106932366 A CN106932366 A CN 106932366A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chip
hyaluronic acid
fibroin
lubrication
flow velocity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710211467.4A
Other languages
English (en)
Inventor
苏荣欣
叶慧君
黄仁亮
齐崴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianjin University
Original Assignee
Tianjin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University filed Critical Tianjin University
Priority to CN201710211467.4A priority Critical patent/CN106932366A/zh
Publication of CN106932366A publication Critical patent/CN106932366A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55—Specular reflectivity
    • G01N21/552—Attenuated total reflection
    • G01N21/553—Attenuated total reflection and using surface plasmons
    • G01N21/554—Attenuated total reflection and using surface plasmons detecting the surface plasmon resonance of nanostructured metals, e.g. localised surface plasmon resonance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于透明质酸耦合润滑素蛋白修饰的表面等离子共振芯片的制备方法，末端含有多巴胺基团的透明质酸通过多巴胺的聚合作用而连接在金膜表面，然后通过静电等物理作用将润滑素蛋白缠绕在透明质酸上，形成自组装单分子层，从而获得一种基于透明质酸耦合润滑素蛋白的棱镜型表面等离子共振仪芯片。本发明制备的芯片具有较强的抗污染性能；具有良好的润滑性和生物兼容性；具有高稳定性，干燥状态下储存3个月或室温条件下储存4个月后，抗污染性能无变化；制备方法相对简便快速，减少了以往多步繁琐的制备过程，提高了芯片表面修饰的效率。

Description

基于透明质酸耦合润滑素蛋白修饰的棱镜型表面等离子共振 芯片抗污染表面的制备方法
技术领域
本发明涉及表面等离子共振谱仪抗污染芯片制备领域，特别是涉及一种基于透明质酸耦合润滑素蛋白修饰的表面等离子共振芯片的制备方法。
背景技术
表面等离子共振(Surface Plasmon Resonance，简称SPR)仪是20世纪80年代出现的一种生物传感器技术，当入射光从高折射率介质入射到低折射率介质时，会发生全反射，此时若在介质交界面处镀一层金属薄膜(金或银)，入射光产生的渐逝波会引起金属表面自由电子发生集体振荡，进而形成等离子体，当渐逝波与表面等离子体振荡的频率和波数相等时，即产生共振现象(SPR)，导致能量从渐逝波转移到表面等离子波中，使反射光的强度大大减弱，呈现衰减全反射现象，当反射光的强度为零时的入射角称为共振角。共振角与金属薄膜界面介质折射率有关，而折射率又随结合在金属薄膜表面的分子质量而变化，故可通过分析共振角来获得分子间相互作用的信息，由于其具有检测快速且无需标记等特点，已被广泛应用于蛋白质组学、药物研发、临床诊断、食品安全和环境监测等领域，并且显示出广阔的应用前景。
SPR芯片是表面等离子共振仪最为核心的组件，提供产生SPR信号的必须物理条件，主要包括耦合器件、金属膜和表面基质。然而，应用表面等离子共振仪进行分析测试时，传感芯片的表面污染是一个普遍存在的问题，来自样品中的生物分子或微生物的非特异性吸附将降低定量检测的准确性，产生假阳性结果。因此，开发有效抵抗非特异性吸附的表面是提高表面等离子共振传感器灵敏度和精确度的首要问题。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于透明质酸耦合润滑素蛋白修饰的表面等离子共振芯片的制备方法。
本发明是通过以下技术方案加以实现的：
一种基于透明质酸耦合润滑素蛋白修饰的表面等离子共振芯片的制备方法，包括以下步骤：
a)裸金芯片制备
采用电子束蒸发镀膜技术在基底上涂覆一层2-3nm厚的铬层，在该铬层上涂覆一层45-50nm厚的金膜，得到裸金芯片；
b)裸金芯片预处理
将步骤a)获得的裸金芯片放入紫外臭氧清洗仪中清洗20min，取出用乙醇和去离子水依次清洗3次后用氮气吹干；
c)含有巯基基团的透明质酸修饰
用脱气的纯水配制0.5-2mg/mL含有巯基化的透明质酸溶液，将b)步骤得到的芯片后用柏油贴合到表面等离子共振仪系统的棱镜上，以pH为7.4的磷酸缓冲液为流动相，流速为50-100μL/min持续流过芯片表面，待基线稳定时，注入100μL 0.5-2mg/mL的巯基化透明质酸溶液，并以10-30μL/min的速度流过流通池，待信号趋于平稳时，再注入100μL上述巯基化透明质酸溶液并以相同的流速流过芯片表面以进一步吸附，反复注入直到接近饱和吸附，再以50-100μL/min的流速走缓冲液10-30min，清洗掉表面未结合牢固的巯基化透明质酸；
d)润滑素蛋白修饰
以pH为7.4的磷酸缓冲液为流动相，流速为50-100μL/min持续流过步骤c)所得的芯片表面，待基线稳定时，注入100μL 100-500μg/mL的润滑素蛋白，并以10-30μL/min的速度流过流通池，当润滑素蛋白在芯片表面流过1min时，停止流速，孵育10-15min，待信号变化稳定时再以10-30μL/min的速度走1min，然后停止流速，待信号变化稳定时继续以上述相同的流速重复，每次流过1min，直到100μL的润滑素蛋白全部流过表面，再以50-100μL/min的流速走缓冲液10-30min，清洗掉未结合牢固的润滑素蛋白。
而且，上述的基底为玻璃片基底或光纤基底，玻璃片基底优选BK7玻璃基底。
而且，上述的金膜还可为银膜或硅烷膜或银/金复合膜。
本发明的优点及有益效果是：
(1)本发明制备的基于透明质酸耦合润滑素蛋白修饰的表面等离子共振芯片具有较强的抗污染性能；
(2)本发明制备的基于透明质酸耦合润滑素蛋白修饰的表面等离子共振芯片具有良好的润滑性和生物兼容性；
(3)本发明制备的基于透明质酸耦合润滑素蛋白修饰的表面等离子共振芯片具有高稳定性，干燥状态下储存3个月或室温条件下储存4个月后，抗污染性能无变化；
(4)本发明制备的基于透明质酸耦合润滑素蛋白修饰的表面等离子共振芯片的制备方法相对简便快速，减少了以往多步繁琐的制备过程，提高了芯片表面修饰的效率。
附图说明
图1为本发明基于透明质酸耦合润滑素蛋白修饰的表面等离子共振芯片的结构示意图；
图2为透明质酸(HA)表面等离子共振芯片、润滑素蛋白(Lubricin)表面等离子共振芯片以及透明质酸耦合润滑素蛋白(HA/Lubricin)表面等离子共振芯片对2mg/mL牛血清蛋白(BSA)以及100％人血清中蛋白的非特异性吸附量。
其中，1、玻璃片基底；2、铬层；3、金膜层；4、透明质酸耦合润滑素蛋白自组装单分子层。
具体实施方式
本发明通过以下实施例进一步详述。需要说明的是：下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
实施例1
采用电子束蒸发镀膜技术在BK7玻璃基底上涂覆一层2nm厚的铬层，在该铬层上涂覆一层48nm厚的金膜，得到裸金芯片；将获得的裸金芯片放入紫外臭氧清洗仪中清洗20min，取出用乙醇和去离子水依次清洗3次后用氮气吹干；用脱气的纯水配制1mg/mL含有巯基化的透明质酸(HA)溶液，将吹干后的芯片后用柏油贴合到表面等离子共振仪系统的棱镜上，以pH为7.4的磷酸缓冲液为流动相，流速为50μL/min持续流过芯片表面，待基线稳定时，注入100μL 1mg/mL的巯基化透明质酸溶液，并以20μL/min的速度流过流通池，待信号趋于平稳时，再注入100μL上述巯基化透明质酸溶液并以相同的流速流过芯片表面以进一步吸附，反复注入直到接近饱和吸附(即引起的SPR信号变化不大时)，再以50μL/min的流速走缓冲液10min，清洗掉表面未结合牢固的巯基化透明质酸，即获得透明质酸(HA)表面等离子共振芯片。以pH为7.4的磷酸缓冲液为流动相，流速为50μL/min持续流过所得的芯片表面，待基线稳定时，注入100μL 100μg/mL的润滑素蛋白，并以25μL/min的速度流过流通池，当润滑素蛋白在芯片表面流过1min时，停止流速，孵育10min，待信号变化稳定时再以25μL/min的速度走1min，然后停止流速，以使润滑素蛋白与芯片表面进行充分接触并吸附，待信号变化稳定时继续以上述相同的流速重复，每次流过1min，直到100μL的润滑素蛋白全部流过表面，再以50μL/min的流速走缓冲液10min，清洗掉未结合牢固的润滑素蛋白。由此得到透明质酸与润滑素蛋白(HA/Lubricin)协同修饰的表面等离子共振芯片，其结构示意图如图1所示。待基线平稳后，往定量环中分别注入100μL 2mg/mL的牛血清白蛋白和100％人血清，并以10μL/min的流速经流动相推动上述蛋白溶液到达芯片表面，由表面等离子共振系统测定共振角实时变化曲线，待蛋白溶液在表面流过后用缓冲液以50μL/min的流速冲洗表面10min，直到信号趋于平稳时读取SPR共振角变化值，并计算非特异性吸附量分别为：4.33ng/cm2和46.3ng/cm2；相比透明质酸(HA)修饰的SPR芯片以及润滑素蛋白(Lubricin)修饰的SPR芯片，抗污染效果均提高至少一倍，见图2。
实施例2
采用电子束蒸发镀膜技术在BK7玻璃基底上涂覆一层2nm厚的铬层，在该铬层上涂覆一层47nm厚的金膜，得到裸金芯片；将获得的裸金芯片放入紫外臭氧清洗仪中清洗20min，取出用乙醇和去离子水依次清洗3次后用氮气吹干；用脱气的纯水配制2mg/mL含有巯基化的透明质酸(HA)溶液，将吹干后的芯片后用柏油贴合到表面等离子共振仪系统的棱镜上，以pH为7.4的磷酸缓冲液为流动相，流速为100μL/min持续流过芯片表面，待基线稳定时，注入100μL 2mg/mL的巯基化透明质酸溶液，并以10μL/min的速度流过流通池，待信号趋于平稳时，再注入100μL上述巯基化透明质酸溶液并以相同的流速流过芯片表面以进一步吸附，反复注入直到接近饱和吸附(即引起的SPR信号变化不大时)，再以100μL/min的流速走缓冲液20min，清洗掉表面未结合牢固的巯基化透明质酸，即获得透明质酸(HA)表面等离子共振芯片。以pH为7.4的磷酸缓冲液为流动相，流速为100μL/min持续流过所得的芯片表面，待基线稳定时，注入100μL 300μg/mL的润滑素蛋白，并以10μL/min的速度流过流通池，当润滑素蛋白在芯片表面流过1min时，停止流速，孵育15min，待信号变化稳定时再以10μL/min的速度走1min，然后停止流速，以使润滑素蛋白与芯片表面进行充分接触并吸附，待信号变化稳定时继续以上述相同的流速重复，每次流过1min，直到100μL的润滑素蛋白全部流过表面，再以100μL/min的流速走缓冲液20min，清洗掉未结合牢固的润滑素蛋白。由此得到透明质酸与润滑素蛋白(HA/Lubricin)协同修饰的表面等离子共振芯片，其结构示意图如图1所示。待基线平稳后，往定量环中分别注入100μL 2mg/mL的牛血清白蛋白和100％人血清，并以10μL/min的流速经流动相推动上述蛋白溶液到达芯片表面，由表面等离子共振系统测定共振角实时变化曲线，待蛋白溶液在表面流过后用缓冲液以100μL/min的流速冲洗表面20min，直到信号趋于平稳时读取SPR共振角变化值，并计算非特异性吸附量。
本发明制备的基于透明质酸耦合润滑素蛋白修饰的表面等离子共振仪芯片具有较强的抗污染性能，对2mg/mL的牛血清蛋白和100％未稀释的正常人血清中蛋白的非特异性吸附量分别为4.33ng/cm2以及46.4ng/cm2；相比透明质酸(HA)修饰的表面等离子共振芯片以及润滑素蛋白(Lubricin)修饰的表面等离子共振芯片对2mg/mL的牛血清蛋白和100％未稀释的正常人血清中蛋白的抵抗能力至少提高了一倍；具有良好的润滑性和生物兼容性；具有高稳定性，干燥状态下储存3个月或室温条件下储存4个月后，抗污染性能无变化；制备方法相对简便快速，减少了以往多步繁琐的制备过程，提高了芯片表面修饰的效率。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于透明质酸耦合润滑素蛋白修饰的棱镜型表面等离子共振仪芯片抗污染表面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)裸金芯片制备
采用电子束蒸发镀膜技术在基底上涂覆一层2-3nm厚的铬层，在该铬层上涂覆一层45-50nm厚的金膜，得到裸金芯片；
b)裸金芯片预处理
将步骤a)获得的裸金芯片放入紫外臭氧清洗仪中清洗20min，取出用乙醇和去离子水依次清洗3次后用氮气吹干；
c)含有巯基基团的透明质酸修饰
用脱气的纯水配制0.5-2mg/mL含有巯基化的透明质酸溶液，将b)步骤得到的芯片后用柏油贴合到表面等离子共振仪系统的棱镜上，以pH为7.4的磷酸缓冲液为流动相，流速为50-100μL/min持续流过芯片表面，待基线稳定时，注入100μL巯基化透明质酸溶液，并以10-30μL/min的速度流过流通池，待信号趋于平稳时，再注入100μL上述巯基化透明质酸溶液并以相同的流速流过芯片表面以进一步吸附，反复注入直到接近饱和吸附，再以50-100μL/min的流速走缓冲液10-30min，清洗掉表面未结合牢固的巯基化透明质酸；
d)润滑素蛋白修饰
以pH为7.4的磷酸缓冲液为流动相，流速为50-100μL/min持续流过步骤c)所得的芯片表面，待基线稳定时，注入100μL 100-500μg/mL的润滑素蛋白，并以10-30μL/min的速度流过流通池，当润滑素蛋白在芯片表面流过1min时，停止流速，孵育10-15min，待信号变化稳定时再以10-30μL/min的速度走1min，然后停止流速，待信号变化稳定时继续以上述相同的流速重复，每次流过1min，直到100μL的润滑素蛋白全部流过表面，再以50-100μL/min的流速走缓冲液10-30min，清洗掉未结合牢固的润滑素蛋白。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的基底为玻璃片基底或光纤基底。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的金膜还可为银膜或硅烷膜或银/金复合膜。
CN201710211467.4A 2017-03-31 2017-03-31 基于透明质酸耦合润滑素蛋白修饰的棱镜型表面等离子共振芯片抗污染表面的制备方法 Pending CN106932366A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710211467.4A CN106932366A (zh) 2017-03-31 2017-03-31 基于透明质酸耦合润滑素蛋白修饰的棱镜型表面等离子共振芯片抗污染表面的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710211467.4A CN106932366A (zh) 2017-03-31 2017-03-31 基于透明质酸耦合润滑素蛋白修饰的棱镜型表面等离子共振芯片抗污染表面的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106932366A true CN106932366A (zh) 2017-07-07

Family

ID=59425964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710211467.4A Pending CN106932366A (zh) 2017-03-31 2017-03-31 基于透明质酸耦合润滑素蛋白修饰的棱镜型表面等离子共振芯片抗污染表面的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106932366A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021185091A1 (zh) * 2020-03-19 2021-09-23 京东方科技集团股份有限公司 检测芯片及其修饰方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103884682A (zh) * 2014-03-20 2014-06-25 暨南大学 表面等离子体共振生物芯片及其制备方法与应用
CN105548085A (zh) * 2015-12-04 2016-05-04 天津大学 一种基于两亲性七肽修饰的表面等离子共振仪芯片的制备方法
CN105954237A (zh) * 2016-04-26 2016-09-21 天津大学 一种表面等离子共振仪芯片及其制备方法
CN106018347A (zh) * 2016-05-06 2016-10-12 中国科学院电子学研究所 一种表面等离子体共振传感芯片及其制备方法和应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103884682A (zh) * 2014-03-20 2014-06-25 暨南大学 表面等离子体共振生物芯片及其制备方法与应用
CN105548085A (zh) * 2015-12-04 2016-05-04 天津大学 一种基于两亲性七肽修饰的表面等离子共振仪芯片的制备方法
CN105954237A (zh) * 2016-04-26 2016-09-21 天津大学 一种表面等离子共振仪芯片及其制备方法
CN106018347A (zh) * 2016-05-06 2016-10-12 中国科学院电子学研究所 一种表面等离子体共振传感芯片及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DEBBY P. CHANG,ET.AL: "Conformational Mechanics, Adsorption, and Normal Force Interactions of Lubricin and Hyaluronic Acid on Model Surfaces", 《LANGMUIR》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021185091A1 (zh) * 2020-03-19 2021-09-23 京东方科技集团股份有限公司 检测芯片及其修饰方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20090116020A1 (en) Biosensor, method for producing the same and sensor measurement system
CN106018347B (zh) 一种表面等离子体共振传感芯片及其制备方法和应用
US20040090631A1 (en) System for directed molecular interaction in surface plasmon resonance analysis
US20100166359A1 (en) Optical waveguide mode sensor having pores
CN106896066A (zh) 光纤表面等离子体共振免疫传感探针及其制备方法
CN104155453A (zh) 基于透明质酸修饰的表面等离子共振仪芯片及其制备方法
JP4595072B2 (ja) 光導波モードセンサー
Krupin et al. Detection of small molecules using long-range surface plasmon polariton waveguides
Liu et al. Sensitivity-enhancement of wavelength-modulation surface plasmon resonance biosensor for human complement factor 4
CN105954237A (zh) 一种表面等离子共振仪芯片及其制备方法
CN106932366A (zh) 基于透明质酸耦合润滑素蛋白修饰的棱镜型表面等离子共振芯片抗污染表面的制备方法
CN106404719B (zh) 基于表面等离子体激元共振检测蛋白激酶的方法
CN106872412A (zh) 基于润滑素蛋白修饰的表面等离子共振仪芯片的制备方法
Jiang et al. Specific detection of mercury ions based on surface plasmon resonance sensor modified with 1, 6-hexanedithiol
CN107037009B (zh) 一种表面等离子共振仪芯片的制作方法
CN106896087B (zh) 基于超支化两性离子聚甲基丙烯基半胱氨酸修饰的表面等离子共振仪芯片的制备方法
CN207147972U (zh) 一种基于光纤表面等离子共振的免疫球蛋白检测系统
CN105548085A (zh) 一种基于两亲性七肽修饰的表面等离子共振仪芯片的制备方法
CN107091821A (zh) 基于粘蛋白修饰的表面等离子共振仪芯片抗污染表面的制备方法
Preininger et al. Polymer-coated optical fibres for application in a direct evanescent wave immunoassay
Zschätzsch et al. Monitoring bioactive and total antibody concentrations for continuous process control by surface plasmon resonance spectroscopy
CN107064072B (zh) 基于两性离子聚甲基丙烯基半胱氨酸修饰的表面等离子共振仪芯片的制备方法
JPH03503679A (ja) ハプテンの固定および測定
Li et al. Glucose measurement using surface plasmon resonance sensor with affinity based surface modification by borate polymer
Boiarski et al. Integrated optic biosensor

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170707