课题基金 / 基金详情

基于双轴离心式微流控的多指标免疫分析技术研究

批准号:
22074078
项目类别:
面上项目
资助金额:
65.0 万元
负责人:
徐友春
依托单位:
学科分类:
化学与生物传感
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐友春

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
免疫检测是体外诊断技术的重要组成部分,在日常生活中亦有广泛应用。以肿瘤为代表的慢性疾病和以急性心肌梗死为代表的急性疾病对便携、自动化、多指标的免疫检测技术均有巨大需求,而现有高通量自动化免疫分析仪和侧向流免疫分析设备无法充分满足这些检测需求。基于微流控技术的免疫分析系统能满足便携、自动化的免疫检测需求,但现有系统实现多指标的方式往往靠免疫微阵列技术,使得抗体之间的交叉反应难以避免。.为解决微流控免疫分析中的这一关键难题,本项目提出了一种基于双轴离心式微流控的免疫分析新技术,其利用双轴离心式微流控平台来简化芯片结构,采用以角度控制为核心的多腔体、多步流体操控来自动化实现免疫检测,从根本上避免了不同抗体之间的交叉反应。该技术的特色在于利用简单的微流控芯片结构和简易的硬件设备实现复杂的流体操控,结合芯片试剂存储技术,可实现“样品入-结果出”式全集成、多指标免疫检测。
英文摘要
Immunoassay is an important part of in-vitro diagnostics and widely used in our daily life, especially in health care applications. Recently, the demand of the automated and multiplexed immunoassay for point-of-care (POC) applications has been increasing rapidly in diagnoses of diseases, including chronic diseases such as tumors and acute diseases such as heart attack. However, the current high-throughput automated immuno-analyzers or lateral flow immunoassay products cannot provide POC diagnoses immediately or conveniently. Though microfluidic devices can realize the portable and automatic immunoassay, it is still too tough to perform multiplex detection especially for the multi-step immunoassays. More importantly, protein microarray can deal with the multiple targets, but the cross-reactivity of antibodies cannot be eliminated. .To solve the above problem, a newly designed immunoassay device is to be constructed in this project for the detection of multiple targets on a centrifugal disc. Based on our previously established centrifugal microfluidic platform with two rotation axes, a microfluidic disc was designed for the automation of the immunoassay. Multiple chambers were configured in the disc for the detection of multiple targets. One major advantage of our system is that the centrifugal microfluidic platform with two rotation axes has the capability of handling complex liquid manipulation even for multiple chambers on the disc. The other advantage is that multiple chambers can avoid the cross-reactivity during the immunoassays. The system we are aiming to construct has the great potential to achieve the fully integrated immunoassays in a “sample-in and answer-out” manner for the detection of multiple targets.
免疫检测在临床诊断、食品安全监测、环境监测、生物战剂检测等方面有广泛应用。在一些场景下,如肿瘤筛查、术前感染筛查等,需要精准的多指标检测;而在另外一些场景下,如疫情期间的新冠病毒检测、发热时的C反应蛋白检测等,仅关注特定的靶标的快速检出。这两类应用场景对检测技术的要求不同,而1)现有多指标免疫检测的通用平台为化学发光免疫分析仪,其具有灵敏度高、全自动的优点,但体积庞大,需要大样本的集中检测,不符合基层及现场检测的需要;2)现有单指标免疫检测最常用的是侧向流试纸条平台,但其显著的不足是灵敏度低,限制了其应用领域和应用效果。微流控技术是进一步发展上述两类免疫检测的重要选择,然而现有微流控免疫分析技术离满足临床需要还有很大空间,如以蛋白微阵列为代表的单腔体多指标免疫检测技术无法杜绝抗原抗体之间的交叉反应,导致灵敏度和准确性受影响,而分腔体多指标检测方案尽管能避免交叉反应但系统结构复杂、拓展性差;微流控单指标免疫检测系统多集中在侧向流方法的改进上,在增加了系统复杂度的情况下,检测灵敏度依然远没达到化学发光的水平。.为解决上述难题,本课题:1)针对多指标免疫检测提出了一种基于一步法酶联免疫吸附测定(ELISA)的离心式微流控免疫检测新技术,其采用分腔体一步法ELISA反应策略和抗体冻干技术解决交叉反应的难题,芯片以创新的简单结构实现多指标免疫检测的流体操控,从根本上解决了多指标免疫检测的难题;2)针对单指标现场即时免疫检验提出了一种“呼吸式”离心式微流控免疫检测技术,其以细管道作为免疫结合载体,增大免疫结合面积,缩短抗原和抗体分子之间的扩散距离,借助离心力实现基于气体压缩驱动的可控往复流动,加速免疫结合。.上述两种方案分别针对多指标和单指标免疫检测领域的技术难题,提出了可行性高的解决方案,并有望应用于基于蛋白标志物的疾病诊断。
基于离心式微流控的新冠病毒高灵敏度、快速侧向流检测技术
  • 批准号:
    82161138004
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
  • 资助金额:
    150万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    徐友春
  • 依托单位:
模块化全集成核酸分析系统的技术研究
  • 批准号:
    31870853
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    徐友春
  • 依托单位:
核酸提取和多重PCR集成微流控芯片系统的研究
  • 批准号:
    31500691
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    徐友春
  • 依托单位:
国内基金
海外基金