CN113189059A - 基于适配体和声表面波的病毒分选富集检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于适配体和声表面波的病毒分选富集检测系统及方法,将不同病毒的特异性适配体通过化学键结合修饰到尺寸不同的微球表面制备病毒捕获探针,该探针可以特异性的快速捕获病毒;在样品中加入上述探针进行充分孵育后,通入基于声表面波的微流控芯片中对捕获的不同病毒进行分选和富集;对分选富集得到的不同病毒与荧光标记的特异性适配体进行充分孵育,对病毒进行荧光标记;随后通过激光诱导荧光检测得到样品富集后的荧光强度,在一定范围内,样品中病毒数量与荧光强度呈线性相关,以达到病毒检测的目的。
Description
技术领域
本发明属于生化检测技术领域,特别涉及一种基于适配体和声表面波的病毒分选富集检测系统及方法。
背景技术
病毒在自然界中广泛分布,其种类繁多、感染性高,主要通过呼吸道、消化道、皮肤和密切接触等途径侵入机体,导致的各种流行性疾病因其高发病率和死亡率对大众安全构成重大威胁。对于快速传播的病毒性疾病,阻止其传播的最有效办法就是对患者和感染者尽早进行早期诊断和早期隔离。
病毒感染者从感染病毒到出现临床症状存在一个潜伏期,在病毒感染潜伏期阶段缺乏特征性的症状,临床上难以进行早期诊断。而且处于潜伏期的病毒感染者体内收集的如血液、唾液、痰液、组织液、脑脊液、尿液等体液标本中病毒含量少,对标本直接进行细胞培养或者进行荧光定量PCR检测时,由于检测方法的局限性,很难检测出微量病毒,且存在一定的假阳性或假阴性。因此如何将微量的目标病毒从成分复杂的体液标本中进行分选和富集成为在病毒检测中必须要解决的技术问题和关键控制点,在完成高效富集的基础上还应考虑基质材料及其可能带来的干扰问题。目前的病毒分选技术主要依靠免疫磁珠法,其成本高、操作不便,难以广泛应用于临床。良好的病毒分选富集方法应满足以下特点:(1)操作快速、简便,易于推广使用; (2)富集倍数高,所需体液样本体积少;(3)回收率高且稳定;(4)受标本中其他成分影响较小;(5)可完成对多种病毒的分选和富集浓缩。
目前常用的病毒检测方法是细胞培养法和基于PCR技术的分子生物学方法,两种检测方法虽然常用,但仍存在一定的缺点。细胞培养法细胞培养周期较长、培养过程中易被细菌或真菌污染;多种病毒可同时在一种细胞系中繁殖,无法直接用细胞培养法对病毒进行血清型鉴定,且不能用于对不产生细胞病变作用的病毒的检测。基于PCR技术的分子生物学方法是以病毒核酸为检测对象,因此得到的阳性结果不能表征病毒的感染性。IPCR、PCR-ELISA等免疫学与PCR相结合的技术虽然具有高特异性、高灵敏度等特点,但由于免疫反应对抗体的纯度要求很高,制备高纯度的抗体操作复杂、耗时长、成本高、技术难度大,因此推广难度也很大。病毒的检测方法应满足以下特点:(1)操作简单、检测周期短;(2)灵敏度高、特异性强;(3)样品检出率高,假阴性率低;(4)能区分病毒的感染性;(5)可同时检测多种病毒或多种血清型的病毒。
因此开发一种检测种类多、富集倍数高、基体干扰少、检测成本低、操作简单、易于推广的方法就成为了对病毒感染性疾病进行有效早期诊断和早期隔离所面临的挑战。而鉴于病毒的致病性,需要开发更为简单、封闭的检测系统,从而尽可能减少检测人员与样本的高频接触。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷,本发明提供一种基于适配体和声表面波的病毒分选富集检测系统及方法。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种基于适配体和声表面波的病毒分选富集检测系统,包括:
病毒捕获探针:用于对不同病毒进行特异性的快速捕获;
分选富集装置:用于对捕获的不同病毒进行分选和富集;
荧光标记探针:用于对分选富集得到的不同病毒进行荧光标记;
荧光检测系统:用于对标记后的不同病毒进行检测。
进一步地,所述的病毒捕获探针为通过化学键修饰了不同病毒特异性适配体的尺寸不同的微球。
进一步地,所述微球为二氧化硅微球、聚苯乙烯类有机聚合物微球、聚丙烯酸类有机聚合物微球或生物大分子聚合物微球;
所述化学键修饰采用酰胺键、硫醇键或生物素-亲和素结合键。
进一步地,所述分选富集装置为基于声表面波的微流控芯片,所述基于声表面波的微流控芯片包括铌酸锂压电基底,铌酸锂压电基底上设置有叉指换能器,叉指换能器的一侧设置有PDMS(聚二甲基硅氧烷)微流道系统,所述基于声表面波的微流控芯片能够通过声表面波实现不同尺寸微球的分选。
进一步地,所述的PDMS微流道系统包含依次连接的入口流道、主流道和分选出口流道,所述入口流道高度为70μm,宽度为100μm,长度为8mm,所述主流道高度为70μm,宽度为350μm,长度为15mm,所述分选出口流道高度为70μm,宽度为175μm,长度为8mm;
所述的叉指换能器包括50对叉指,叉指宽度和叉指间隙为20μm,声孔径为2mm。
进一步地,所述的荧光标记探针为修饰了不同荧光分子或荧光基团的不同病毒的特异性适配体;所述荧光分子或荧光基团为FITC(异硫氰酸荧光素)、FAM(羧基荧光素)、Texas Red(德克萨斯红)、Cy5或Cy7。
一种基于适配体和声表面波的病毒分选富集检测方法,包括以下步骤:
(1)制备病毒捕获探针:
所述病毒捕获探针由不同尺寸的微球和不同病毒的特异性适配体通过化学键结合组成的;
(2)病毒捕获:
所述病毒捕获具体为:将步骤(1)得到的病毒捕获探针与待检测病毒悬液充分孵育;
(3)病毒分选与富集:
所述病毒分选与富集具体在基于声表面波的微流控芯片中完成,利用声表面波对不同尺寸的微球进行分选,从而完成对病毒的富集分选;
(4)病毒荧光标记与检测:
所述病毒荧光标记与检测具体为:将收集的捕获病毒的微球与荧光标记探针充分孵育后,完成微球的荧光标记,然后通过激光诱导荧光检测得到样品富集后的荧光强度。
进一步地,步骤(1)中所述微球为二氧化硅微球、聚苯乙烯类有机聚合物微球、聚丙烯酸类有机聚合物微球或生物大分子聚合物微球;
所述微球与不同病毒的特异性适配体的化学键结合为羧基与氨基形成酰胺键、羧基与巯基形成硫醇键或生物素亲和素特异性结合。
进一步地,步骤(4)中所述的荧光标记探针为修饰了不同荧光分子或荧光基团的不同病毒的特异性适配体;所述荧光分子或荧光基团为FITC(异硫氰酸荧光素)、FAM(羧基荧光素)、Texas Red(德克萨斯红)、Cy5或Cy7。
进一步地,步骤(2)中在待检测病毒悬液中加入病毒捕获探针后,室温振荡孵育2小时;
步骤(3)中将步骤(2)中充分孵育得到的待检测样品液和鞘流液通过样品入口通入微流控芯片中,所述鞘流液为质量浓度0.01g/ml的SDS溶液,施加声场后,捕获病毒的微球在声场力的作用下向特定收集出口偏转,在出口处对微球进行回收。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
(1)检测目标为病毒颗粒,不需要大量的前期样本处理来提取目标病毒 DNA、RNA或蛋白质,不需要专业技术人员和昂贵的生物检测设备,操作快速、简便,易于推广使用;
(2)核酸适配体修饰的微球可以特异性识别并捕获病毒,实现对病毒的分选和富集,而相较于抗体修饰而言,核酸适配体具有更高的选择性、制备简单、易修饰、无免疫原性等优势;
(3)基于声表面波的微流控芯片分选具有非接触、高效率、高生物相容性等优点,分选富集得到的病毒颗粒可以进行后续的各种生物学检测;
(4)通过不同尺寸的微球可以完成多种病毒或多种血清型病毒的富集分选和检测。
(5)提供了一种检测种类多、富集倍数高、基体干扰少、检测成本低、操作简单、易于推广的病毒检测系统及方法,能够一定程度的减少检测人员与病毒样本的接触频率。
附图说明
图1为基于声表面波的微流控芯片结构示意图;
图2为病毒捕获、分选、富集示意图;
图3为登革热病毒捕获探针的红外吸收光谱图;
图4为使用实施例1制备的登革热病毒捕获探针对不同病毒浓度的登革热病毒溶液进行分选富集检测的荧光强度结果。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明:
一种基于适配体和声表面波的病毒分选富集检测系统,病毒捕获探针、分选富集装置、荧光标记探针、荧光检测系统组成;通过病毒捕获探针对不同病毒进行特异性的快速捕获,随后通过分选富集装置对不同病毒进行分选和富集;使用荧光标记探针对分选富集得到的不同病毒进行标记后使用荧光检测系统进行检测以实现病毒检测的目的。
本发明可用于同时对一种或多种病毒进行分选、富集和检测,所述的病毒捕获探针为通过化学键结合修饰了不同病毒特异性适配体的尺寸不同的微球;所述微球包括但不限于二氧化硅微球、聚苯乙烯类有机聚合物微球、聚丙烯酸类有机聚合物微球、生物大分子聚合物微球;所述化学键修饰方法包括但不限于酰胺键、硫醇键、生物素-亲和素结合键等修饰方式。
所述分选富集装置为基于声表面波的微流控芯片,由PDMS微流道系统、叉指换能器、铌酸锂压电基底组成,可通过声表面波实现不同尺寸微球的分选;所述的PDMS微流道系统中包含入口流道、主流道和分选出口流道,所述入口流道高度为70μm,宽度为100μm,长度为8mm,所述主流道高度为 70μm,宽度为350μm,长度为15mm,所述分选出口流道高度为70μm,宽度为175μm,长度为8mm;所述的叉指换能器包括50对叉指,叉指宽度和叉指间隙为20μm,声孔径为2mm。
所述的荧光标记探针为修饰了不同荧光分子或荧光基团的不同病毒的特异性适配体;所述荧光分子包括但不限于FITC(异硫氰酸荧光素)、FAM(羧基荧光素)、Texas Red(德克萨斯红)、Cy5、Cy7等。
一种基于适配体和声表面波的病毒分选富集检测方法,将不同病毒的特异性适配体通过化学键结合修饰到尺寸不同的微球表面制备病毒捕获探针,该探针可以特异性的快速捕获病毒;在样品中加入上述探针进行充分孵育后,通入基于声表面波的微流控芯片中对捕获的不同病毒进行分选和富集;对分选富集得到的不同病毒与荧光标记的特异性适配体进行充分孵育,对病毒进行荧光标记;随后通过激光诱导荧光检测得到样品富集后的荧光强度,在一定范围内,样品中病毒数量与荧光强度呈线性相关,以达到病毒检测的目的。
具体步骤为:
(1)制备病毒捕获探针:
所述病毒捕获探针是由不同尺寸的微球和不同病毒的特异性适配体通过化学键结合组成的,微球与适配体的化学键结合包括但不限于羧基与氨基形成酰胺键、羧基与巯基形成硫醇键、生物素亲和素特异性结合等。
(2)病毒捕获:
所述病毒捕获过程是指将上述病毒捕获探针与待检测病毒悬液充分孵育,更为具体的为在待检测病毒悬液中加入捕获探针后,室温振荡孵育2小时。
(3)病毒分选与富集:
所述病毒分选与富集过程是在基于声表面波的微流控芯片中完成,所述微流控芯片由压电材料、微流道系统和叉指换能器组成,能够利用声表面波对不同尺寸的微球进行分选,从而完成对病毒的富集分选。更为具体的为将待检测样品液和鞘流液通过样品入口通入微流控芯片中,施加声场后,捕获病毒的微球会在声场力的作用下向特定收集出口偏转,在出口处对微球进行回收。
(4)病毒荧光标记与检测:
所述病毒荧光标记与检测是指将收集的捕获病毒的微球与荧光标记探针充分孵育后,通过激光诱导荧光检测得到样品富集后的荧光强度。更为具体的为将在微流控芯片出口处收集得到的微球与适量的荧光标记的病毒特异性适配体混匀后,完成微球的荧光标记后进行荧光强度检测。
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述:
实施例1用于登革热病毒捕获探针的制备
采用本发明所述方法制备登革热病毒捕获探针的具体步骤如下:
1、取50μl的15μm羧基化聚苯乙烯微球悬浊液置于1.5ml离心管中,使用500μl PBS缓冲液清洗微球三次,2000g离心5min后移去上清液,将微球重悬于500μl MES缓冲液中;
2、往清洗后的微球溶液中加入10mg的EDC和10mg的Sulfo-NHS固体颗粒,涡旋充分混匀后常温静置反应15min活化聚苯乙烯微球表面的羧基基团,然后使用PBS缓冲液以离心的方式清洗三次后使用500μlMES缓冲液重悬;
3、在羧基活化的聚苯乙烯微球悬浊液中加入10μl浓度为5μM的适配体溶液(适配体序列为:5′-NH2- CCCGCACCGGGCAGGACGTCCGGGGTCCTCGGGGGGCGGG-3′,如 SEQ ID NO:1所示)。充分混匀后置于摇床上以180r/min转速充分结合2h后,使用含0.05%(体积百分比)吐温20的PBS缓冲溶液洗涤3遍;
4、将偶联适配体的聚苯乙烯微球沉淀重悬于500μl的质量浓度0.03g/ml 的BSA溶液中,充分混匀后置于摇床上以180r/min转速充分结合1h后,使用含0.05%(体积百分比)吐温20的PBS缓冲溶液洗涤3遍后,重悬于500μl 的PBS缓冲液中,放置于4℃冰箱储存备用。
5、将上述制备得到的登革热病毒捕获探针冻干处理后得到粉末样品,使用傅里叶变换红外光谱仪测定得到红外吸收光谱图,如附图3所示。
实施例2用于登革热病毒的富集和分选的基于声表面波的微流控芯片实例
本发明方法采用的病毒分选装置为基于声表面波的微流控芯片,该装置由PDMS微流道系统、叉指换能器、铌酸锂压电基底组成,装置的实际结构如附图1所示,装置涉及细节如下所示:
1、叉指换能器结构:本叉指换能器的结构主要参数包括叉指宽度a、叉指间隙b、叉指对数N和声孔径W,针对分选离子为直径15μm的聚苯乙烯微球,叉指换能器产生的声表面波波长λ为80μm,固有频率为50Hz,因此 a和b均为20μm,N为50,W为2mm。
2、微流道参数:所述的PDMS微流道系统中包含入口流道、主流道和分选出口流道,所述入口流道高度为70μm,宽度为100μm,长度为8mm,所述主流道高度为70μm,宽度为350μm,长度为15mm,所述分选出口流道高度为70μm,宽度为175μm,长度为8mm;该PDMS微流道主要有三个入口流道,两侧入口流道1和入口流道2为鞘流液入口,中间入口流道3为病毒样品液入口,分选出口流道分为收集出口1和收集出口2。
实施例3用于登革热病毒分选富集检测的应用实例
使用实施例1制备的登革热病毒捕获探针进行登革热病毒分选富集检测的原理示意图如附图2所示,其具体步骤如下:
1、登革热病毒灭活:在-80℃冰箱中取出1ml浓度为106pfu/ml的登革热病毒培养液,先在4℃环境下解冻病毒,随后在56℃恒温水浴锅中充分灭活 30min;
2、将上述实施例1中制备的登革热病毒捕获探针加入到不同浓度的登革热病毒培养液中,充分混匀后置于摇床上以180r/min转速充分结合1h;
3、将孵育后的病毒样品液从上述实施例2中所述的微流控芯片的中间入口3注入,质量浓度0.01g/mLl的的SDS鞘流液从芯片的入口1和入口2 注入,施加声场后,聚苯乙烯微球会在声场力的作用下向收集出口2偏转,在出口2处对聚苯乙烯微球进行回收;
4、在出口2处收集到的聚苯乙烯微球溶液中加入适量的FAM标记的登革热病毒适配体(适配体序列为5’- GCACCGGGCAGGACGTCCGGGGTCCTCGGGGGGC-FAM-3’,如SEQ ID NO:2所示),充分混匀后置于摇床上以180r/min转速充分结合1h,随后使用含0.05%(体积百分比)吐温20的PBS缓冲溶液洗涤3遍后,重悬于500μl 的PBS缓冲液中;
5、在共聚焦显微镜下进行病毒的荧光检测,捕获登革热病毒的15μm聚苯乙烯微球在波长488nm的激光照射下会散发出波长为520nm左右的绿色荧光,未捕获登革热病毒的15μm聚苯乙烯微球则不发出荧光,通过聚苯乙烯微球是否发出绿色荧光及荧光强度来判断是否成功捕获登革热病毒以及病毒量,荧光强度检测结果如附图4所示,病毒浓度与荧光强度处于线性范围内。
实施例4用于流感病毒捕获探针的制备
采用本发明所述方法制备流感病毒捕获探针的具体步骤如下:
1、取50μl的2μm生物素化的二氧化硅微球悬浊液置于1.5ml离心管中,使用500μlPBS缓冲液清洗微球三次,2000g离心5min后移去上清液,将微球重悬于500μl PBS缓冲液中;
2、往清洗后的微球溶液中加入10μl浓度分别为5μM的适配体溶液(适配体序列为:5′-亲和素- GGCAGGAAGACAAACAGCCAGCGTGACAGCGACGCGTAGGG-ACCGGCATCCGCGGGTGGTCTGTGGTGCTGT-3′,如 SEQ ID NO:3所示)。
充分混匀后置于摇床上以180r/min转速充分结合2h后,使用含0.05%(体积百分比)吐温20的PBS缓冲溶液洗涤3遍;
3、将偶联适配体的二氧化硅微球沉淀重悬于500μl的质量浓度0.03g/ml 的BSA溶液中,充分混匀后置于摇床上以180r/min转速充分结合1h后,使用含0.05%(体积百分比)吐温20的PBS缓冲溶液洗涤3遍后,重悬于500μl 的PBS缓冲液中,放置于4℃冰箱储存备用。
实施例5用于登革热病毒和流感病毒分选富集检测的应用实例
使用实施例1制备的登革热病毒捕获探针和实施例4制备的流感病毒捕获探针进行登革热病毒和流感病毒的分选富集检测的具体步骤如下:
1、登革热病毒灭活:在-80℃冰箱中取出1ml浓度为106pfu/ml的登革热病毒培养液,先在4℃环境下解冻病毒,随后在56℃恒温水浴锅中充分灭活 30min;
2、流感病毒灭活:在-80℃冰箱中取出1ml浓度为106pfu/ml的流感病毒培养液,先在4℃环境下解冻病毒,随后在56℃恒温水浴锅中充分灭活30min;
3、将灭活的登革热病毒和流感病毒1:1混匀后,将上述实施例1中制备的登革热病毒捕获探针和实施例4制备的流感病毒捕获探针加入到病毒混合培养液中,充分混匀后置于摇床上以180r/min转速充分结合1h;
4、将孵育后的病毒样品液从上述实施例2中所述的微流控芯片的中间入口注入,质量浓度0.01g/ml的的SDS鞘流液从芯片的入口1和入口2注入,施加声场后,15μm聚苯乙烯微球会在声场力的作用下向收集出口2偏转,2μm二氧化硅微球则继续流向出口1,在出口1和出口2处分别对微球进行回收;
5、在出口1和出口2处收集到的微球溶液中加入适量的FAM标记的登革热病毒适配体(适配体序列为5’- GCACCGGGCAGGACGTCCGGGGTCCTCGGGGGGC-FAM-3’,如SEQ ID NO:2所示)和Texas Red标记的流感病毒适配体(适配体序列为5’- ATTCGACCTCTGTAACAGCCACGAAAACCCTATAT-Texas Red-3’,如SEQ ID NO:4所示),充分混匀后置于摇床上以180r/min转速充分结合1h,随后使用含0.05%(体积百分比)吐温20的PBS缓冲溶液洗涤3遍后,重悬于500μl的PBS缓冲液中;
6、在共聚焦显微镜下进行病毒的荧光检测,捕获登革热病毒的15μm聚苯乙烯微球在波长488nm的激光照射下会散发出波长为520nm左右的绿色荧光,捕获流感病毒的2μm二氧化硅微球在波长586nm的激光照射下会散发出波长为603nm左右的红色荧光,未捕获病毒的微球不发出荧光信号,通过微球是否发出荧光、荧光颜色及荧光强度来判断是否成功捕获病毒、捕获病毒的种类以及病毒量。
实施例6用于血清样本中登革热病毒分选富集检测的应用实例
使用实施例1制备的登革热病毒捕获探针进行登革热病毒分选富集检测的具体步骤如下:
1、登革热病毒灭活:在-80℃冰箱中取出1ml浓度为106pfu/ml的登革热病毒培养液,先在4℃环境下解冻病毒,随后在56℃恒温水浴锅中充分灭活 30min;
2、将灭活后的登革热病毒与健康人血清样本按照1:1比例混匀,制备得到含有登革热病毒的血清溶液;
3、将上述实施例1中制备的登革热病毒捕获探针加入到登革热病毒血清溶液中,充分混匀后置于摇床上以180r/min转速充分结合1h;
4、将孵育后的血清样品溶液从上述实施例2中所述的微流控芯片的中间入口注入,质量浓度0.01g/ml的SDS鞘流液从芯片的入口1和入口2注入,施加声场后,聚苯乙烯微球会在声场力的作用下向收集出口2偏转,在出口1处对聚苯乙烯微球进行回收;
5、在出口1处收集到的聚苯乙烯微球溶液中加入适量的FAM标记的登革热病毒适配体(适配体序列为5’- GCACCGGGCAGGACGTCCGGGGTCCTCGGGGGGC-FAM-3’,如SEQ ID NO:2所示),充分混匀后置于摇床上以180r/min转速充分结合1h,随后使用含0.05%(体积百分比)吐温20的PBS缓冲溶液洗涤3遍后,重悬于500μl 的PBS缓冲液中;
6、在共聚焦显微镜下进行病毒的荧光检测,捕获登革热病毒的15μm聚苯乙烯微球在波长488nm的激光照射下会散发出波长为520nm左右的绿色荧光,未捕获登革热病毒的15μm聚苯乙烯微球则不发出荧光,通过聚苯乙烯微球是否发出绿色荧光及荧光强度来判断是否成功捕获登革热病毒以及病毒量。
序列表
<110> 西安交通大学
<120> 基于适配体和声表面波的病毒分选富集检测系统及方法
<160> 4
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 40
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
cccgcaccgg gcaggacgtc cggggtcctc ggggggcggg 40
<210> 2
<211> 34
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
gcaccgggca ggacgtccgg ggtcctcggg gggc 34
<210> 3
<211> 72
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
ggcaggaaga caaacagcca gcgtgacagc gacgcgtagg gaccggcatc cgcgggtggt 60
ctgtggtgct gt 72
<210> 4
<211> 35
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 4
attcgacctc tgtaacagcc acgaaaaccc tatat 35
Claims (10)
1.一种基于适配体和声表面波的病毒分选富集检测系统,其特征在于,包括:
病毒捕获探针:用于对不同病毒进行特异性的快速捕获;
分选富集装置:用于对捕获的不同病毒进行分选和富集;
荧光标记探针:用于对分选富集得到的不同病毒进行荧光标记;
荧光检测系统:用于对标记后的不同病毒进行检测。
2.根据权利要求1所述的一种基于适配体和声表面波的病毒分选富集检测系统,其特征在于,所述的病毒捕获探针为通过化学键修饰了不同病毒特异性适配体的尺寸不同的微球。
3.根据权利要求2所述的一种基于适配体和声表面波的病毒分选富集检测系统,其特征在于,所述微球为二氧化硅微球、聚苯乙烯类有机聚合物微球、聚丙烯酸类有机聚合物微球或生物大分子聚合物微球;
所述化学键修饰采用酰胺键、硫醇键或生物素-亲和素结合键。
4.根据权利要求1所述的一种基于适配体和声表面波的病毒分选富集检测系统,其特征在于,所述分选富集装置为基于声表面波的微流控芯片,所述基于声表面波的微流控芯片包括铌酸锂压电基底,铌酸锂压电基底上设置有叉指换能器,叉指换能器的一侧设置有PDMS微流道系统,所述基于声表面波的微流控芯片能够通过声表面波实现不同尺寸微球的分选。
5.根据权利要求4所述的一种基于适配体和声表面波的病毒分选富集检测系统,其特征在于,所述的PDMS微流道系统包含依次连接的入口流道、主流道和分选出口流道,所述入口流道高度为70μm,宽度为100μm,长度为8mm,所述主流道高度为70μm,宽度为350μm,长度为15mm,所述分选出口流道高度为70μm,宽度为175μm,长度为8mm;
所述的叉指换能器包括50对叉指,叉指宽度和叉指间隙为20μm,声孔径为2mm。
6.根据权利要求1所述的一种基于适配体和声表面波的病毒分选富集检测系统,其特征在于,所述的荧光标记探针为修饰了不同荧光分子或荧光基团的不同病毒的特异性适配体;所述荧光分子或荧光基团为FITC、FAM、Texas Red、Cy5或Cy7。
7.一种基于适配体和声表面波的病毒分选富集检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)制备病毒捕获探针:
所述病毒捕获探针由不同尺寸的微球和不同病毒的特异性适配体通过化学键结合组成的;
(2)病毒捕获:
所述病毒捕获具体为:将步骤(1)得到的病毒捕获探针与待检测病毒悬液充分孵育;
(3)病毒分选与富集:
所述病毒分选与富集具体在基于声表面波的微流控芯片中完成,利用声表面波对不同尺寸的微球进行分选,从而完成对病毒的富集分选;
(4)病毒荧光标记与检测:
所述病毒荧光标记与检测具体为:将收集的捕获病毒的微球与荧光标记探针充分孵育后,完成微球的荧光标记,然后通过激光诱导荧光检测得到样品富集后的荧光强度。
8.根据权利要求7所述的一种基于适配体和声表面波的病毒分选富集检测方法,其特征在于,步骤(1)中所述微球为二氧化硅微球、聚苯乙烯类有机聚合物微球、聚丙烯酸类有机聚合物微球或生物大分子聚合物微球;
所述微球与不同病毒的特异性适配体的化学键结合为羧基与氨基形成酰胺键、羧基与巯基形成硫醇键或生物素亲和素特异性结合。
9.根据权利要求7所述的一种基于适配体和声表面波的病毒分选富集检测方法,其特征在于,步骤(4)中所述的荧光标记探针为修饰了不同荧光分子或荧光基团的不同病毒的特异性适配体;所述荧光分子或荧光基团为FITC、FAM、Texas Red、Cy5或Cy7。
10.根据权利要求7所述的一种基于适配体和声表面波的病毒分选富集检测方法,其特征在于,步骤(2)中在待检测病毒悬液中加入病毒捕获探针后,室温振荡孵育2小时;
步骤(3)中将步骤(2)中充分孵育得到的待检测样品液和鞘流液通过样品入口通入微流控芯片中,所述鞘流液为质量浓度0.01g/ml的SDS溶液,施加声场后,捕获病毒的微球在声场力的作用下向特定收集出口偏转,在出口处对微球进行回收。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116453602A (zh) * | 2023-02-17 | 2023-07-18 | 祥符实验室 | 一种基于ddPCR与荧光液滴分选富集的DNA数据库随机读取方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070212682A1 (en) * | 2004-04-15 | 2007-09-13 | Yongyi Yu | Methods And Apparatus For Detection Of Viral Infection |
US20100015594A1 (en) * | 2004-12-10 | 2010-01-21 | Karl Poetter | Human papilloma virus (hpv) detection using nucleic acid probes, microbeads and fluorescent-activated cell sorter (facs) |
CN104195028A (zh) * | 2014-08-05 | 2014-12-10 | 深圳先进技术研究院 | 用于对特异性细胞进行筛选的微流控芯片及细胞筛选方法 |
CN105779644A (zh) * | 2014-12-22 | 2016-07-20 | 上海仁度生物科技有限公司 | 人巨细胞病毒的实时荧光核酸恒温扩增检测试剂盒 |
CN107058329A (zh) * | 2016-08-24 | 2017-08-18 | 华南农业大学 | 一种特异性结合新城疫病毒的核酸适配体及其筛选方法和应用 |
CN110314715A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-10-11 | 西安交通大学 | 基于聚焦式表面声波和微液滴技术的粒子富集微流控芯片 |
CN110628614A (zh) * | 2019-11-01 | 2019-12-31 | 西安交通大学 | 一种基于声表面波的微流控全血细胞多级分选芯片及方法 |
WO2020249130A1 (zh) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | 安行生物技术有限公司 | 细胞或微囊泡的分离方法及设备 |
-
2021
- 2021-01-07 CN CN202110020955.3A patent/CN113189059B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070212682A1 (en) * | 2004-04-15 | 2007-09-13 | Yongyi Yu | Methods And Apparatus For Detection Of Viral Infection |
US20100015594A1 (en) * | 2004-12-10 | 2010-01-21 | Karl Poetter | Human papilloma virus (hpv) detection using nucleic acid probes, microbeads and fluorescent-activated cell sorter (facs) |
CN104195028A (zh) * | 2014-08-05 | 2014-12-10 | 深圳先进技术研究院 | 用于对特异性细胞进行筛选的微流控芯片及细胞筛选方法 |
CN105779644A (zh) * | 2014-12-22 | 2016-07-20 | 上海仁度生物科技有限公司 | 人巨细胞病毒的实时荧光核酸恒温扩增检测试剂盒 |
CN107058329A (zh) * | 2016-08-24 | 2017-08-18 | 华南农业大学 | 一种特异性结合新城疫病毒的核酸适配体及其筛选方法和应用 |
WO2020249130A1 (zh) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | 安行生物技术有限公司 | 细胞或微囊泡的分离方法及设备 |
CN110314715A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-10-11 | 西安交通大学 | 基于聚焦式表面声波和微液滴技术的粒子富集微流控芯片 |
CN110628614A (zh) * | 2019-11-01 | 2019-12-31 | 西安交通大学 | 一种基于声表面波的微流控全血细胞多级分选芯片及方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
段诺等: "基于适配体识别-荧光法检测肠致病大肠杆菌", 《中国食品学报》 * |
韦学勇等: "基于表面声波的微流控技术", 《科技导报》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116453602A (zh) * | 2023-02-17 | 2023-07-18 | 祥符实验室 | 一种基于ddPCR与荧光液滴分选富集的DNA数据库随机读取方法 |
CN116453602B (zh) * | 2023-02-17 | 2024-04-19 | 祥符实验室 | 一种基于ddPCR与荧光液滴分选富集的DNA数据库随机读取方法 |
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