【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及了微流控技术、生物分子亲和性、spri等多个领域，具体涉及一种用于多浓度梯度检测蛋白和核酸适体之间亲和力的微液滴阵列的生成装置及其使用方法。
技术介绍
0、技术背景
1、spri(surface plasmon resonance imaging)即表面等离子共振成像技术，是一种可以检测生物传感芯片上配体与分析物之间相互作用的技术。该技术基于表面等离子共振现象，通过监测生物分子结合在金属表面上时引起的光信号变化来实时检测生物分子的相互作用，继而可以表征适配体与其他分子之间的亲和力，以筛选高亲和力的适配体，因此适用于药物筛选、生物标志物检测、相互作用研究、传感器等领域。与其他亲和力测定方法相比，spri技术具有高灵敏度、实时监测、无标记等优势。然而，虽然spri可用于适配体的高通量筛选，但在点样过程中却需要技术要求较高和成本高昂的点胶机，后者是一种将流体点滴、涂覆于产品表面或产品内部的自动化机器，在电子、电器、汽车、医疗器械等生产制造行业中被广泛应用。点胶机的购买成本较高，在基层不易推广与应用；且维护成本高，需要定期特定的清洗剂和工具进行维护和保养，继而又增加了生产成本；此外，点胶机的操作和维护也对操作人员技术有一定的要求。总之，使用点胶机的成本和技术要求一定程度上阻碍了spri技术的发展与应用。而为了降低成本，往往用移液枪来代替点胶机，这就导致点出的液滴体积高达0.25μl，大大降低样品规模和芯片利用率，进而降低检测效率并导致成本过高。
2、微液滴阵列技术是近年来在生物医学领域备受关注的一项
3、分子互作研究，比如核酸适体和靶标蛋白之间的亲和力检测等，都需要通过具有浓度梯度的微液滴阵列进行检测，但是现有的点胶机等设备难以直接点出具有浓度梯度的微液滴，通常需要分别配制不同浓度的样品溶液才能实现，需要对点样通道反复清洗并更换内部溶液，操作过程费时费力，即使结合自动化设备也需要较长的样品准备时间。比如中国专利《一种微量纳升点样装置》(公开(公告)号cn114522747b)提供了一种利用毛细管实现纳升级点样的装置，但是该装置只能快速点样，不能直接点出具有浓度梯度的样品。
4、因此，急需找到一种液滴阵列点样技术，作为液枪以及点胶机的有效替代方案，且可用于生成具有浓度梯度的微液滴浓度梯度矩阵。
技术实现思路
1、针对以上问题，本专利技术旨在提供一种具有梯度浓度生成、精准液滴操控、微液滴阵列生成等功能的微液滴阵列生成装置，以及针对核酸适体非破坏性的微液滴阵列生成，并且该微液滴阵列具有浓度梯度，可用于分子互作研究。该装置包括吸液机构和点样机构，通过吸液机构分别吸取样品溶液和溶剂，使样品溶液和溶剂在吸液机构的活塞管中不断地发生融合，并且一边融合一边经点样机构的玻璃毛细管，滴出不同浓度的微液滴，在芯片表面形成微液滴阵列，且各个微液滴的浓度准确可控，从而实现以最简单的结构、最便利的方法，直接生成浓度梯度微液滴阵列，可用于准确检测核酸适体与靶标蛋白之间的亲和力，也可用于其他分子互作研究。该装置结构简单，极大程度上削减成本，降低了spri技术的使用难度，拓宽了spri技术的应用前景，适于大规模生产应用。
2、一方面，本专利技术提供了一种微液滴浓度梯度阵列生成装置，所述装置包含吸液机构和点样机构，所述吸液机构用于分别吸取样品溶液和溶剂；所述点样机构包括毛细管，用于从吸液机构导出液体，并直接在平面点出带有浓度梯度的微液滴阵列；所述样品溶液中含有大分子样品。
3、在一些方式中，所述大分子样品是指分子粒径大于1nm的物质。
4、与无浓度梯度的相比，将带有浓度梯度的微液滴阵列应用在分子互作领域会增加实验的数据量和可信度，通过深入挖掘数据，可以在短时间内筛选到目的互作分子，甚至可以通过一次实验便可达到筛选目的，而无需反复地进行相同实验，缩短了实验周期，该特性能加快药物研发的进程，因为在药物研发的过程中，常常需要筛选与细胞表面受体结合的物质，所述物质包含但不限于化合物，以达到隔断或激活细胞之间的信号传递。再比如，为靶标蛋白筛选最具亲和力的核酸适体时，也需要通过靶标蛋白与具有浓度梯度的核酸适体分别结合和解离来实现。因此怎样以更简单的方式，精确制备浓度梯度微液滴阵列意义重大。
5、本专利技术经大量研究证明，大分子物质在与水混合形成溶液过程中，有一个较为稳定的逐渐融合过程，该过程会使大分子物质的浓度随着融合时间的延长逐渐降低，直至最后达到完全平衡。而小分子物质由于与水融合速度极快，遇水即迅速分散，无法实现这个过程。因此如果能利用大分子物质的这个特性，即在其与水融合的过程中，直接点样获得含有不同浓度的大分子微液滴。为此，本专利技术研制了一种微液滴浓度梯度阵列生成装置，该装置能充分抓住、利用和控制大分子物质与水融合的过程，通过最简单的结构、最简单的方式，直接形成浓度梯度可控的微液滴阵列。
6、通过吸液机构吸取溶液的方式是生成浓度梯度微液滴阵列的关键。因为吸液机构吸取的不是预先混好的、浓度稳定的样品溶液，而是分开吸取样品溶液和溶剂，后者导致吸取完所需液体后的吸液机构内部的溶液浓度是随着两种溶液的混合浓度发生变化的。当先吸取样品溶液后吸取溶剂时，随着时间的变化，毛细管滴出的液滴浓度由低到高，因此形成的微液滴阵列也是由低浓度到高浓度；反之，如果先吸取溶剂再吸取样品溶液的话，则形成由高浓度到低浓度的微液滴阵列。
7、进一步地，所述大分子样品包括核酸或蛋白质；所述溶剂包括水和/或缓冲液。
8、大分子物质与水融合过程可控，需要满足以下三个条件，一是该大分子物质能在水中均匀分散或溶解；二是分散或溶解的全过程都能匀速进行；三是大分子物质在水中分散或溶解所需的时间不能过长也不能过短，过长导致点样所需时间过长导致等待时间过长，过短导致来不及形成阵列就已分散完全，难以控制。
9、大分子物质包括核酸、多肽、蛋白质、多糖等，其中优选核酸或蛋白质，能更有效控制与水融合时间实现点样。其中最优选的是核酸，其分子量大小更合适，便于控制，且分散或溶解速度更均匀。
10、可以理解的是，使用该装置生成的微液滴阵列可以用于分子互作的研究，即将所述样品溶液(如核酸适体、抗体等)按浓度梯度滴入并固定在阵列中随后与spri技术相结合，筛选与样品溶液互作的分子，不同样品固定的方法不一致。样品溶液包含核酸或蛋白等，与其分子互作的筛选对本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.微液滴浓度梯度阵列生成装置，其特征在于，包含吸液机构和点样机构，所述吸液机构用于分别吸取样品溶液和溶剂；所述点样机构包括毛细管，用于从吸液机构导出液体，并直接在平面点出带有浓度梯度的微液滴阵列；所述样品溶液中含有大分子样品。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述大分子样品包括核酸或蛋白质；所述溶剂包括水和/或缓冲液。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述大分子样品包括核酸适体，所述核酸适体的碱基长度为40～180bp。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述样品溶液中的核酸适体浓度为1～20μmol/L；所述样品溶液和溶剂的体积比为1:3～1:10。
5.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述玻璃毛细管由玻璃管经拉针、断针和疏水处理后制得，所述疏水处理包括使用辛基三氯硅烷和1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷进行处理。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述吸液机构包括滚珠丝杠推液器和活塞管，所述活塞管在滚珠丝杠推液器作用下吸取或推出液体溶液。
7.如权利要求1所述的装置
8.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述芯片的表面涂覆涂层并经疏水处理而带有疏水性，所述疏水处理包括采用乙醇溶液处理。
9.一种浓度梯度微液滴阵列的制备方法，其特征在于：采用如权利要求1～9任一项所述的装置进行制备，包括以下步骤：
10.一种核酸适体溶液用于制备通过毛细管直接点出浓度梯度微液滴阵列的试剂的用途，其特征在于，所述核酸适体的碱基长度为40～180bp。
...【技术特征摘要】
1.微液滴浓度梯度阵列生成装置，其特征在于，包含吸液机构和点样机构，所述吸液机构用于分别吸取样品溶液和溶剂；所述点样机构包括毛细管，用于从吸液机构导出液体，并直接在平面点出带有浓度梯度的微液滴阵列；所述样品溶液中含有大分子样品。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述大分子样品包括核酸或蛋白质；所述溶剂包括水和/或缓冲液。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述大分子样品包括核酸适体，所述核酸适体的碱基长度为40～180bp。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述样品溶液中的核酸适体浓度为1～20μmol/l；所述样品溶液和溶剂的体积比为1:3～1:10。
5.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述玻璃毛细管由玻璃管经拉针、断针和疏水处理后制得，所述疏水处理包括使用辛基三氯硅烷和1h,1h,2h,2h-全氟辛基三氯硅烷...
【专利技术属性】
技术研发人员：王冬冬，吕晨泽，侯立凯，包福兵，房智慧，韩淑媛，王成凯，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：
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