一种用于化学发光检测的单分散凝胶微球制备及应用方法与流程

专利2026-02-10  16


本发明涉及单分散微球制备,尤其是一种用于化学发光检测的单分散凝胶微球制备及应用方法。


背景技术:

1、单分散微球是指粒径比较均一的微球,一般要求粒径分布方差小于15%。单分散凝胶微球在生化检测、色谱分析、液晶显示、医美填充、细胞培养等领域有广泛的应用。

2、目前市场上常用于化学发光试剂的功能化凝胶微球为磁性微球。磁珠微球法化学发光通过一定的方法将抗体/抗原等活性物质和磁珠表面的活性基团结合而包被在磁珠上,检测时,将待检物和包被有抗体/抗原的磁珠,化学发光分子标记的抗体/抗原在一定条件下孵育,通过抗原抗体反应而结合,通过增加外部磁场,磁珠产生磁性而聚集在一起,便可进行洗涤,实现结合部分和未结合部分的分离,最后对化学发光分子进行激发,用光电倍增管检测信号。

3、抗体/抗原在磁珠上的包被有直接标记法和链霉亲和素法两种方式,通常来说抗体/抗原的直接包被受到所包被抗体/抗原的等电点、分子大小的影响,需要优化包被方案,链霉亲和素包被法则可通过生物素化抗体/抗原直接与链霉亲和素包被的磁珠相结合,更具有普适性。磁珠法化学发光的一次检测需要消耗磁珠25μg左右,而抗体的消耗量是0.025-0.05μg,因此磁珠是化学发光试剂消耗量最大的原料。然而,磁珠法化学发光检测存在制备工艺复杂、过程繁琐,生产周期长、粒径不能精准调控、试剂损耗较大等不足。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明实施例提供一种用于化学发光检测的单分散凝胶微球制备及应用方法,能够高效、简便进行用于化学发光检测的单分散凝胶微球制备。

2、一方面,本发明实施例提供了一种用于化学发光检测的单分散凝胶微球制备方法,包括:

3、配置油相试剂和包含光引发剂的水相试剂;

4、基于油相试剂和水相试剂,利用共流聚焦微针通道阵列生成单分散微乳液,进而通过光交联反应在通道内部形成凝胶微球并输送;

5、对凝胶微球进行洗脱处理,得到单分散微球;

6、通过生物素-链霉亲和素间的抗原抗体反应原理对单分散微球进行第一抗体标记。

7、可选地,配制油相试剂,包括:

8、将底油和表面活性剂充分混合搅拌,配制得到油相试剂;

9、其中,底油包括石蜡油、矿物油、植物油和氟化油;表面活性剂包括span-80、聚甘油-2-三异硬脂酸酯、聚甘油-3-二异硬脂酸酯和聚甘油-2-异硬脂酸酯。

10、其中,使用石蜡油、矿物油、植物油和氟化油作为底油,提供了丰富的化学和物理性质选择,有助于调节微乳液的稳定性和功能性。通过混合span-80、聚甘油系列表面活性剂,能显著提高油相试剂的乳化能力和稳定性,有助于形成均匀的微乳液滴。

11、可选地,配制包含光引发剂的水相试剂,包括:

12、将凝胶溶液、功能化基团、酶和光引发剂充分混合搅拌,配制得到水相试剂;

13、其中,凝胶包括peg和明胶;功能化基团包括生物素(biot in);酶包括葡萄糖氧化酶和过氧化物酶;光引发剂包括lap。

14、其中,在水相中加入凝胶溶液(如peg和明胶)、功能化基团(如生物素)和酶(如葡萄糖氧化酶和过氧化物酶),为微乳液提供了额外的生物活性和功能性,增强了其在生物检测和诊断中的应用潜力。并且,光引发剂(如lap)的加入,使得通过光照即可触发交联反应,实现凝胶微球的快速制备,提高了制备效率和可控性。

15、可选地,共流聚焦微针通道阵列包括第一微针阵列和第二通道阵列,第一微针阵列的针管内部用于输送水相试剂,第一微针阵列的针管外部用于输送油相试剂;第一微针阵列的针管出口为尖头,布置在第二通道阵列的入口内部,第二通道阵列的出入口均为平头,第二通道阵列与第一微针阵列的针头通过对齐保持共轴;基于油相试剂和水相试剂,利用共流聚焦微针通道阵列生成单分散微乳液,进而通过光交联反应在通道内部形成凝胶微球并输送,包括:

16、基于第一微针阵列的针管内部输送的试剂水相和第一微针阵列的针管外部输送的油相试剂,在第二通道阵列的入口内进行共流聚焦生成单分散微乳液;

17、通过第二通道阵列的内部输送单分散微乳液并进行光交联反应形成凝胶微球。

18、其中,共流聚焦微针通道阵列的设计,实现了油相和水相试剂的精确共流聚焦,生成了单分散性良好的微乳液滴,进而通过光交联反应形成大小均一的凝胶微球。

19、可选地,第二通道阵列的周围设有紫外固化灯;通过第二通道阵列内部输送单分散微乳液并进行光交联反应形成凝胶微球,包括:

20、通过紫外固化灯对第二通道阵列的内部输送的单分散微乳液进行光交联固化形成凝胶微球。

21、其中,紫外固化灯的使用,使得光交联反应更加迅速和均匀,有助于快速形成稳定的凝胶微球,提高了制备效率。

22、可选地,方法还包括:

23、通过收集容器接收第二通道阵列出口输出的凝胶微球。

24、其中,通过收集容器接收凝胶微球,实现了微球的批量收集和后续处理。

25、可选地,对凝胶微球进行洗脱处理,得到单分散微球,包括:

26、将凝胶微球依次通过洗脱剂和去离子水进行洗脱处理,得到单分散微球;

27、其中,洗脱剂包括正十六烷、正十一烷、丙酮、吐温、乙醇和去离子水中的至少一种。

28、其中,洗脱处理去除了微球表面的杂质和未反应物质,提高了微球的纯度和稳定性,为后续应用提供了高质量的微球材料。

29、另一方面,本发明实施例提供了一种单分散凝胶微球应用方法,包括:

30、获取被第一抗体标记的单分散微球;其中,单分散微球通过前面的用于化学发光检测的单分散凝胶微球制备方法制备得到;

31、将单分散微球混合待检抗原和第二抗体形成三明治免疫混合物;

32、基于三明治免疫混合物,通过化学发光激发液进行化学发光免疫检测。

33、可选地,将单分散微球混合待检抗原和第二抗体形成三明治免疫混合物,包括:

34、向单分散微球加入预设浓度的待检抗原的样本试剂;

35、向单分散微球加入吖啶酯标记的第二抗体的抗体试剂;

36、对混合样本试剂和抗体试剂的单分散微球在预设温度下进行预设时长的金属浴,形成三明治免疫混合物。

37、可选地,通过化学发光激发液进行化学发光免疫检测这一步骤前,方法还包括:

38、移除三明治免疫混合物浸泡的液体试剂;液体试剂包括样本试剂和抗体试剂。

39、其中,利用第一抗体标记的单分散微球,结合三明治免疫复合物的形成,提高了化学发光检测的灵敏度,能够准确检测低浓度的抗原。通过预设的样本试剂和抗体试剂加入、金属浴处理等步骤,简化了操作流程,提高了检测效率。移除液体试剂后,使用化学发光激发液进行检测,减少了背景干扰,提高了检测结果的准确性和可靠性。

40、本发明实施例提出了一种用于化学发光检测的单分散凝胶微球制备方法,通过配置油相试剂和包含光引发剂的水相试剂;基于油相试剂和水相试剂,利用共流聚焦微针通道阵列生成单分散微乳液,进而通过光交联反应在通道内部形成凝胶微球并输送;对凝胶微球进行洗脱处理,得到单分散微球;通过生物素-链霉亲和素间的抗原抗体反应原理对单分散微球进行第一抗体标记。本发明实施例可灵活调控微球粒径、制备通量,为新型化学发光试剂提供原料量产条件,主要基于油包水的微流控乳化体系,然后利用油相和水相在微流控装置中基于共流聚焦(co-f low)原理生成大量单分散乳液,即可用于偶联抗体进行化学发光检测应用,可有效解决传统微流控方法通量较低,成本高以及芯片加工难度高等问题。


技术特征:

1.一种用于化学发光检测的单分散凝胶微球制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的用于化学发光检测的单分散凝胶微球制备方法,其特征在于,所述配制油相试剂,包括:

3.根据权利要求1所述的用于化学发光检测的单分散凝胶微球制备方法,其特征在于,所述配制包含光引发剂的水相试剂,包括:

4.根据权利要求1所述的用于化学发光检测的单分散凝胶微球制备方法,其特征在于,所述共流聚焦微针通道阵列包括第一微针阵列和第二通道阵列,所述第一微针阵列的针管内部用于输送所述水相试剂,所述第一微针阵列的针管外部用于输送所述油相试剂;所述第一微针阵列的针管出口为尖头,布置在所述第二通道阵列的入口内部,所述第二通道阵列的出入口均为平头,所述第二通道阵列与所述第一微针阵列通过对齐保持同轴;基于所述油相试剂和所述水相试剂,利用共流聚焦微针通道阵列生成单分散微乳液,进而通过交联反应形成凝胶微球,包括:

5.根据权利要求4所述的用于化学发光检测的单分散凝胶微球制备方法,其特征在于,所述第二通道阵列的周围设有紫外固化灯;所述通过所述第二通道阵列的内部输送所述单分散微乳液并进行交联反应形成凝胶微球,包括:

6.根据权利要求4或5任一项所述的用于化学发光检测的单分散凝胶微球制备方法,其特征在于,所述方法还包括:

7.根据权利要求1所述的用于化学发光检测的单分散凝胶微球制备方法,其特征在于,所述对所述凝胶微球进行洗脱处理,得到单分散微球,包括:

8.一种单分散凝胶微球应用方法,其特征在于,包括:

9.根据权利要求8所述的单分散凝胶微球应用方法,其特征在于,所述将所述单分散微球混合待检抗原和第二抗体形成三明治免疫混合物,包括:

10.根据权利要求9所述的单分散凝胶微球应用方法,其特征在于,所述通过化学发光激发液进行化学发光免疫检测这一步骤前,所述方法还包括:


技术总结
本发明公开了一种用于化学发光检测的单分散凝胶微球制备及应用方法,方法包括:配置油相试剂和包含光引发剂的水相试剂;基于油相试剂和水相试剂,利用共流聚焦微针通道阵列生成单分散微乳液,进而通过交联反应形成凝胶微球;对凝胶微球进行洗脱处理,得到单分散微球;对单分散微球进行第一抗体标记。本发明实施例可灵活调控微球粒径、制备通量,为新型化学发光试剂提供原料量产条件,可广泛应用于单分散微球制备技术领域。

技术研发人员:王羽,赵蒙,徐涛,龚尧,游凯
受保护的技术使用者:济南市中心医院
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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