CN101526520B - 一种生物样品的检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以在简易条件下快速进行的、高通量和高信息量(对多种样品的多个指标同步检测)检测方法及其装置。该检测方法采用的检测装置属于一种微流控制系统，其中的沟槽横截面上槽口宽度为0.01-5000微米，槽口至沟槽最低点的垂直高度为0.01-5000微米，使得整个检测装置可以在一个厘米见方的空间内对多种生物液体样品或经处理的离体溶液进行多种生物物质信息的采集。该方法成功地将非特异性吸附作为实验结果的判断依据，在快速完成实验操作的同时节约试剂及样品使用量，保持了样品和试剂的活性，省去了现有检测方法中表面封闭和清洗等步骤，降低了实验的复杂程度和条件限制，兼具免疫印迹与酶联免疫的优点。

Description

一种生物样品的检测方法及装置

技术领域

本发明涉及一种生物样品的检测方法及装置，特别是一种快速简便地对生物样品进行高通量和高信息量检测的方法及装置。

背景技术

现代科学研究中经常采用免疫印迹、酶联免疫反应(ELISA)等方法对物质相互作用进行研究，例如在生物学研究中通过生物分子之间的相互作用来检测某些生物分子。而这两种方法还有各自的特点，例如在HIV检测中，免疫印迹需要采用多个步骤实现同一血清针对多种HIV抗原的检测，进而对HIV进行确诊。而酶联免疫反应在多孔板内进行，在每一个孔内均有一种抗原与血清相互作用，因此该方法可以作为初筛试验使用。但是这两种方法均需要专业人员进行操作，对于实验条件的要求非常严格，例如酶联免疫反应中需要严格控制的试验条件包括孵育温度和缓冲液pH等。而且，ELISA容易出现假阳性的结果，而免疫印迹则容易出现假阴性的结果。此外，实施这两种方法都需要大量时间，例如免疫印迹需要电泳，转膜等诸多步骤，至少需要5-6个小时，且一次只能用于一种血清以免污染等影响结果；而在酶联免疫反应中，同样需要长时间且多次的清洗以保证实验的准确性，所以实验通常需要至少24个小时以上。同时，这两种方法所需要的试剂量均较大，其中包括抗原和缓冲液的消耗，样品和相关试剂的使用量大多以数百毫升计量。

鉴于以上两种经典方法中存在的缺点，新近开发出的生物传感器作为对这两种方法的补充拥有更多的优点，例如，快速检测，实时观测，灵敏度高，但是它仍然需要消耗较大量的试剂和样品，对样品的实际检测也需要严格操作，实验的准备时间很长(诸如进行表面的处理和生物敏感层的固定等步骤均需要大量的时间和严格的条件要求)，需要多次的清洗步骤，更大的问题是所需仪器的价格较高，对于实验条件的要求也非常高。另外，对于可以进行实时检测的各种生物传感器，在加入检测样品前对其表面的修饰仍然需要耗费大量的时间，并且需要消耗一定量的试剂来保证传感器获取结果的稳定性，灵敏度越高出现假阳性的机率越高，因而并不适宜进行实际的检测和应用。

在高通量和高信息量的实验中，经常需要对多种样本中不同的物质进行检验，从而获取样品的完整信息，而快速且同时得到多种不同的信息才能做到及时确认，减少实验的延误和错误。从降低成本的角度出发，减少样品和试剂的消耗来降低实验方法所需的费用也是需要解决的实际问题。

针对上述方法的不足和目前所需解决的实际问题，亟需开发一种可以由非专业人员经简单培训即可操作，且对试剂及样品的消耗小、所需仪器及装置价格低廉，实验条件要求低，操作时间短(即包括检测样品前的准备等所有步骤控制在短时间内)，可以对多种样品的多个指标进行高通量同步检测的方法和装置。

发明内容

本发明的目的在于找到一种可以在简易条件下快速进行的、高通量和高信息量(对多种样品的多个指标同步检测)检测方法及其装置。

用于实现本发明上述目的的技术方案如下：

一种用于检测生物样品中目标物质的装置，其中所述装置包括第一平板(1)和第二平板(2)，所述第一平板(1)的一个表面上具有一条以上不交叉的沟槽(3)，所述沟槽横截面上槽口宽度为0.01-5000微米，槽口至沟槽最低点的垂直高度为0.01-5000微米。

上述目标物质可以选自蛋白质、肽、核酸、糖类、脂类以及小分子化合物。在上述装置中，所述第二平板(2)由能够吸附目标物质以及与目标物质发生特异性作用的试剂的材料制成，所述材料选自玻璃、高分子聚合物、金属、二氧化硅和硅，具体可以选自普通玻璃、硅烷化玻璃、聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、金、硅胶以及它们经活性基团改性后的材料。例如，对于糖类，常使用硅胶G制作平板；脂类可以吸附在氧化硅膜上，另外利用自组装的单层膜也可以吸附经过改造的脂类；对于蛋白质的吸附，可以采用硅烷化的玻璃、聚二甲基硅氧烷(PDMS)以及聚苯乙烯(PS)表面等，同时蛋白质的羧基或者氨基还可以作为反应基团与平板表面上的活性基团相互作用，如聚碳酸酯(PC)的羧基活化后就可以与氨基酸或者蛋白质的氨基共价结合；对于核酸(如DNA)的吸附，则通过活化的羧基将DNA固定在平板表面，如聚偏氟乙烯(PVDF)膜的表面或者硅烷化处理的玻璃的表面。DNA也可以通过电荷吸附在平板上的金纳米粒子的表面上。

在上述装置中，所述沟槽是通过选自刻蚀(例如光刻技术或准分子刻蚀)、纳米压印和复模法的方法形成的。沟槽长度可以根据需要来设计。所述不交叉的沟槽优选为平行沟槽。

本发明还提供一种采用上述装置检测生物样品中目标物质的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

a.将第一平板(1)具有沟槽(3)的一面置于第二平板(2)的表面上，向沟槽中加入能与目标物质发生特异性作用的试剂，在第二平板(2)的表面上形成试剂条带；

b.取下第一平板(1)，将第一平板(1)具有沟槽(3)的一面重新置于第二平板(2)的表面上，且所述沟槽(3)的方向与所述试剂条带的方向不同，向沟槽中加入样品，在第二平板(2)的表面上形成与所述试剂条带相交叉的样品条带；

c.对所述样品条带与试剂条带的相互作用进行检测。

具体而言，上述方法包括以下步骤：

a.将第一平板(1)具有沟槽(3)的一面置于第二平板(2)的表面上，向沟槽中加入能与目标物质发生特异性作用的试剂，孵育后除去过量试剂，在第二平板(2)的表面上形成试剂条带；

b.取下第一平板(1)，将第一平板(1)具有沟槽(3)的一面重新置于第二平板(2)的表面上，且所述沟槽(3)的方向与所示试剂条带的方向不同，向沟槽中加入样品，孵育后除去过量样品，在第二平板(2)的表面上形成与所述试剂条带相交叉的样品条带；

c.对所述样品条带与试剂条带的相互作用进行检测。

在上述方法中，所述步骤c可以为向第一平板(1)上加入显色试剂并对显色进行检测的步骤；或者所述样品是经过标记的，所述步骤c为对所述标记进行检测的步骤。例如，加入荧光标记的显色物质在荧光显微镜下观察或使用扫描仪器进行扫描，或者利用酶(例如碱性磷酸酶或者辣根过氧化物酶)标记的显色物质加入底物进行显色作用，或者加入其它的标记物进行显色作用。在这个步骤中，可以根据目标物质、试剂和标记物的种类和性质，以及对显色结果的需要，选择以下不同的方式：

1、直接法：形成试剂条带后，对被检测的样品进行荧光、同位素或胶体金等标记，之后加入样品进行相互作用。在交叉位置处有信号为阳性，没有信号为阴性。根据不同的标记显色进行不同的定性和定量研究。

2、间接法：形成试剂(例如抗原)条带后，再加入未标记的样品(例如抗体)进行相互作用，最后加入标记的二抗进行显色，在交叉位置有信号为阳性，没有信号为阴性。根据不同的标记显色进行不同的定性和定量研究。

3、夹心法：利用抗原具有不同的抗原决定簇的原理，制备不同的单克隆抗体，首先使用未标记单克隆抗体形成试剂条带，之后加入未标记的样品(含有抗原)进行相互作用，最后加入另一种标记的单克隆抗体进行显色，在交叉位置有信号为阳性，没有信号为阴性。根据不同的标记显色进行不同的定性和定量研究。

4、竞争法：首先形成包含抗原或抗体的试剂条带，在样品中加入已知的标记的抗原或抗体，与未标记需检测的抗原或抗体进行混合，已知的抗原或抗体竞争性与平板表面的抗体或抗原相互作用，加入显色物质，在交叉位置强信号为阴性，没有信号或弱信号为阳性。根据不同的标记显色进行不同的定性和定量研究。

5、桥联法：首先形成抗原条带，之后加入未标记样品(含有抗体)进行作用，再加入生物素等二抗进行作用，最后加入标记的抗生物素蛋白进行显色，在交叉位置有信号为阳性，没有信号为阴性。根据不同的标记显色进行不同的定性和定量研究。

在上述方法中，所述目标物质可以选自蛋白质、肽、核酸、糖类、脂类以及小分子化合物，例如抗原、抗体、DNA和RNA。上所述方法可以利用非特异性吸附作为检测结果的判定基准，即阳性样品、阳性样品与阴性样品之间的条带以及阴性样品的显色依次变暗。上述方法可以不需要进行封闭和/或清洗步骤，操作时间可以控制在5分钟以内，可以在常温常压以及通常湿度下进行操作。

本发明的方法作为一种代替传统的酶联免疫反应以及免疫印迹的方法，其采用的检测装置属于一种微流控制系统，其中的沟槽横截面上槽口宽度为0.01-5000微米，槽口至沟槽最低点的垂直高度为0.01-5000微米，使得整个检测装置可以在一个厘米见方的空间内对多种生物液体样品或经处理的离体溶液进行多种生物物质信息的采集。

此外，本发明的方法还成功地将把传统方法中极力排除的非特异性吸附成功地利用到对检测结果的判断之中。以检测样品中的抗原为例，首先加入的试剂在平板表面经非特异性吸附快速形成条带，其中的抗体相当于封闭剂占据了一部分空间，阳性样本中的抗原与该抗体相互作用，之后抗原部分经过显色试剂显色，使得交叉位置处显现出明显的显色；阳性样本与阴性之间的条带上，由于会有少部分显色试剂在未被抗体封闭的空间发生非特异性吸附，显色时会显现出较弱的显色；而阴性样本中的物质都不能与抗体进行相互作用，反而对整个空间进行了再次封闭，其中就包括未被抗体封闭的空间，因此显色试剂的非特异性吸附减少，则在交叉位置上显现出暗色结果。而在传统方法中，为了提高检测准确性必须通过表面封闭和清洗等步骤将这非特异性吸附减少到最小，但这又会导致实验灵敏度下降，而本发明利用显色物质非特异性吸附作为判定基线，使得整个实验步骤不需要任何形式的封闭以及清洗的步骤，去除了已有的大多数实验手段所必需的多个封闭和清洗的步骤，还减少了为获取精确结果所需的对颜色值测量和计算的要求。本发明利用了这种非特异性吸附，在判断结果的时候直接利用这一点作为判断依据，节省了时间和流程，还减少了在传统方法中容易出现的假阳性与假阴性的现象，大大的提高了实验效率。

基于上述特点，本发明的方法和装置与现有技术相比，还具有如下的优点：

1、由于本发明的装置和方法使用微、纳米级沟槽进行检测，试剂和样品的消耗量均很少，约为1微升左右，样品量甚至可以减少到10纳升，而现有的检测方法中试剂的使用量常常达到数百毫升以上。因此，本发明的方法的灵敏度较高，可以利用极少量的试剂及样品获得大量信息，即使是稀释100倍或更高倍数的样品仍然可以获得比较明显的涉及多个指标的结果。此外，由于不需要进行封闭和清洗等步骤，进一步减少了整个检测过程所需的时间和试剂的消耗。

2、本发明的检测方法所采用的装置为微流控制系统，其微流沟槽中的狭小空间减少了物质扩散的影响，使样品或试剂的表面吸附以及反应时间减少到很短。相比各种传统方法所需的时间基本在6-24小时左右，本发明的方法除去人工操作的时间可以控制在五分钟之内(包括固定、反应和显色三个步骤，也可以根据需要增加或者减少步骤)，因此可以短时间内获得试验结果，适合于快速的定性检测。

3、本发明的方法将反应时间控制在短时间内可以很好的保证生物活性物质，例如蛋白质的活性，从而得到更为准确的检测结果。这一点对于生物活性物质的检测是非常有利的，因为在已有方法中，例如在使用胶体金标记的试纸用于判断检测结果时，为了保持胶体金标记的蛋白质的活力经常会出现假阳性的结果；如果试验条件控制不恰当，RNA等物质会在溶液中降解以及细胞的裂解液中的微量蛋白质会被降解；在免疫印迹试验中进行的变性电泳还会改变活性蛋白质的性质，因此很难扩展其应用。本发明利用微流控制系统可以将上述影响减少到最小并得到更为准确的结果，很好地保证了实验的重复性和灵敏度。

4、本发明根据检测的目标物质选择所使用的平板材料，种类繁多，选择面宽，例如聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚苯乙烯(PS)，聚碳酸酯(PC)，硅烷化玻璃和金属等表面均可以作为微流控制系统进行吸附的介质，可以因地制宜地选择使用。本发明避免了传统方法以及现有各种生物传感器对于特殊固定基质的要求(需要较多的活性基团进行长时间的作用)，平板材料既可以是生化惰性的材料，也可以是生物活性的材料，其为使用者提供了一种非常方便的试验手段，使用者可以根据实验要求进行简单选择或变化就能获得良好的实验结果，而且降低了实验中时间的消耗以及材料成本。

本发明的方法不需要特殊的温度和湿度的要求，可以在常温常压环境下的以简单的装置进行实验，例如不需要37℃的湿盒以及较大的洁净实验台面，在一块普通的载玻片上即可以进行。这一优点在厘米见方的平板上就可以体现，从而降低了常规试验中对仪器设备和实验条件的严格要求，减少了可能的影响因素。

本发明的方法的简化了实验的具体操作步骤，例如大多数免疫反应中所需的多步清洗以及封闭步骤，降低了实验的复杂程度，操作简便易行，即使非专业人员经简单培训也可操作。所述装置体积小、携带方便，可以成为类似于pH试纸一样广泛应用的检测装置。另外，该装置通过简单的改造或者采用不同的数值处理方法就可以进行定量测试，例如可以通过检测荧光的强度或者使用酶标仪以及扫描仪进行定量比较，或者通过竞争的方法在不同系统内进行一定范围内的具体数量的测定。

5、本发明的优点还在于兼具免疫印迹与酶联免疫的优点，免疫印迹可以同时获取一种样本的多个指标的结果，而酶联免疫可以同时获取多种样本的一种指标的结果。本发明则可以同时获取多个样本的多个指标的结果，即同时检测多种不同物质两两之间的相互作用，使得实验尽量在相同的条件下完成，大大提高了实验的精确程度，将误差减到最小，同时也减少了实验的时间、试剂及样本的消耗。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明，其中：

图1本发明的方法和装置的示意图，其中：

1：第一平板，2：第二平板，3：沟槽，4：试剂，5：试剂条带，6：阳性样品，7：阴性样品，8：空白对照，9：样品条带，10：显色剂，11：显色后的第二平板。

图2实施例1的荧光显微镜图像；

图3实施例2的荧光显微镜图像；

图4实施例3的荧光显微镜图像；

图5实施例4的荧光显微镜图像。

具体实施方式：

实施例1

为了确定在平板上吸附的蛋白质能够保持活性，采用PDMS平板制备第一平板和第二平板，利用范德华力在平板表面上构建交叉的试剂条带和样品条带。

其中，将第一平板上具有平行沟槽的一面置于第二平板的表面上，向沟槽中分别通入三种不同浓度(0.1mg/ml、1mg/ml和10mg/ml)的兔IgG作为抗原，孵育10分钟后抽出液体；揭去第一平板，在形成的抗原吸附条带的纵向构建样品条带，向沟槽内分别通入绿色荧光素标记(FITC)-羊抗兔IgG、BSA(牛血清白蛋白)作为空白对照、红色荧光素标记(TRITC)-羊抗兔IgG，孵育10分钟后抽空沟槽内的液体，揭去第一平板，在第二平板上形成交叉的条带。将第二平板置于荧光显微镜下拍摄图像，结果如图2所示。从中可见，兔子IgG作为抗原可以与两种标记的抗体相互作用，也证明了蛋白质可以保持抗原活性。

实施例2

以人类获得性免疫缺陷病(HIV)为例，确定平板上吸附的蛋白质可以保持HIV抗原活性，同时还利用它作为判断某种血清中是否含有抗HIV抗原的抗体，采用PDMS平板制备第一平板和第二平板，利用范德华力在平板表面上构建交叉的试剂条带和样品条带。

其中，将第一平板上具有平行沟槽的一面置于第二平板的表面上，向沟槽中分别通入四种不同HIV抗原-p24、p31、gp41和gp120，孵育20分钟后抽出液体；揭去第一平板，在形成的抗原吸附条带的纵向构建样品条带，向沟槽内分别通入HIV阴性血清作为阴性对照，HIV-1阳性血清，BSA作为空白对照，孵育10分钟后抽空沟槽内的液体，揭去第一平板，在第二平板上形成交叉的条带。在交叉位置滴加20微升以磷酸缓冲液(PBS)按1∶50比例稀释的绿色荧光素标记(FITC)兔抗人IgG，孵育10分钟后洗去液体吹干。将第二平板置于荧光显微镜下拍摄图像，结果见图3，从图中可以看得到，阴性血清与空白对照的结果基本一致，阳性血清处可见很明显的荧光方块，说明在该处发生了免疫反应，由此可以判断阳性血清中含有抗这四种HIV抗原的抗体，而阴性血清中则不含有。

实施例3：

以人类获得性免疫缺陷病(HIV)为例，确定平板上吸附的蛋白质可以保持HIV抗原活性，同时还利用它判断某种血清中是否含有抗HIV抗原p24的抗体，同时希望减少血清及二抗的孵育时间。采用PDMS平板制备第一平板和第二平板，利用范德华力在平板表面上构建交叉的试剂条带和样品条带。

其中，将第一平板上具有平行沟槽的一面置于第二平板的表面上，向沟槽中分别通入HIV抗原-p55，分别孵育1分钟、2分钟或4分钟后抽出液体；揭去第一平板，在形成的抗原吸附条带的纵向构建样品条带，向沟槽内分别通入HIV阴性血清作为阴性对照，HIV-1阳性血清，HIV-1阳性血清，分别孵育4分钟，4分钟，1分钟后，抽空沟槽内的液体，揭去第一平板，在第二平板上形成交叉的条带。在交叉位置处滴加20微升以PBS按1∶50稀释的FITC-兔抗人IgG，孵育三分钟后洗去液体吹干。将第二平板置于荧光显微镜下拍摄图像，结果如图4所示。从图4中可以看到，阴性血清与阳性血清差别很明显，在经过1分钟孵育抗原，1分钟血清孵育，3分钟二抗孵育的阳性血清的交叉位置处显现出明显的荧光，说明该位置发生了免疫反应，证明本发明的方法采用上述孵育时间仍然可以得到很明显的结果。由此可以判断该检测方法可以在五分钟内完成快速检测。

实施例4

以人类获得性免疫缺陷病(HIV)为例，确定平板上吸附的蛋白质可以保持抗原活性，同时判断某种血清中是否含有抗HIV抗原的不同抗体，并希望增大血清检测的灵敏度。采用PDMS平板制备第一平板和第二平板，利用范德华力在平板表面上构建交叉的试剂条带和样品条带。

其中，将第一平板上具有平行沟槽的一面置于第二平板的表面上，向沟槽中分别通入HIV抗原p24、p31、gp41和gp120，孵育10分钟后抽出液体，揭去第一平板，在形成的抗原吸附条带的纵向构建样品条带，向沟槽内分别通入1/1000PBS稀释的HIV阴性血清作为阴性对照，1/1000PBS稀释的HIV-1阳性血清，1/100PBS稀释的HIV-1阳性血清，1/10PBS稀释的HIV-1阳性血清，未稀释的HIV-1阳性血清，孵育10分钟后抽空微流沟槽内的液体，揭去第一平板，在第二平板上形成交叉的条带。在交叉位置处滴加20微升以PBS按1∶50稀释的FITC-兔抗人IgG，孵育10分钟后洗去液体吹干。将第二平板置于荧光显微镜下拍摄图像，结果如图5所示，从图中可以看到，阳性血清稀释到100倍之后仍可以看到很明显的荧光，即在该位置发生了免疫反应，说明本发明装置和方法可以用于高灵敏度的检测并获得到很明显的结果。

实施例5

以人类获得性免疫缺陷病(HIV)为例，将提取的不同HIV基因制备成不同抗原，作为用于检测血清等液体样品中的抗这些抗原的抗体的试剂，需要对制备的抗原的活性以及反应能力进行测试。使用本发明的装置和方法对上述抗原是否适合于判断血清或者其它液体样品含有其抗体进行判断。采用PDMS平板制备第一平板和第二平板，利用范德华力在平板表面上构建交叉的试剂条带和样品条带。

按照图1所示步骤，将第一平板上具有平行沟槽的一面置于第二平板的表面上，向沟槽中分别通入由HIV基因制备的不同抗原以及已知的反应性较强的抗原，孵育10分钟后抽出液体，揭去第一平板，在形成的抗原吸附条带的纵向构建样品条带，向沟槽内分别通入各种已知样本，孵育10分钟后抽空沟槽内的液体，揭去第一平板，在第二平板上形成交叉的条带。显色后，阳性样本分别与经HIV基因制备的不同抗原以及已知的反应性较强的抗原的相互作用并得到类似的显色结果，说明制备的抗原的反应性较好，还可以判断检测时是否容易出现假阳性或假阴性。

实施例6：

为了区分两种纯化的蛋白质A和B，采用聚苯乙烯平板制备第一平板和第二平板，利用范德华力在平板表面上构建交叉的试剂条带和样品条带。

按照图1所示步骤，将第一平板上具有平行沟槽的一面置于第二平板的表面上，向沟槽中分别通入蛋白质A和蛋白质B，孵育10分钟后抽出液体，揭去第一平板，在形成的抗原吸附条带的纵向构建样品条带，向沟槽内分别通入标记的蛋白质A抗体，孵育10分钟后抽空沟槽内的液体，揭去第一平板，在第二平板上形成交叉的条带。检测标记得到阳性结果的为蛋白质A，得到阴性结果的为蛋白质B。

实施例7

在药物研究中使用药物刺激细胞，判断细胞的中三种蛋白质的量是否改变，或者判断这三种蛋白质的表达量针对不同药物刺激的改变。采用聚碳酸酯平板制备第一平板和第二平板，利用范德华力在平板表面上构建交叉的试剂条带和样品条带。

按照图1所示步骤，将第一平板上具有平行沟槽的一面置于第二平板的表面上，向沟槽中分别通入这三种蛋白质的不同的非鼠源的单抗，孵育10分钟后抽出液体，揭去第一平板，在形成的抗原吸附条带的纵向构建样品条带，向沟槽内分别通入不同药物刺激的细胞裂解液，孵育10分钟后抽空沟槽内的液体，揭去第一平板，在第二平板形成交叉的条带。向在第二平板上加入三种标记的鼠源单抗的混合溶液，根据标记物的显色结果的颜色变化可以简单地判断三种蛋白质的表达量的改变情况。亮度越高表明药物刺激使得蛋白的表达量升高。

实施例8

对由不同的同种动物生产的多克隆抗体进行试验。采用聚偏氟乙烯平板制备第一平板和第二平板，利用范德华力在平板表面上构建交叉的试剂条带和样品条带。

按照图1所示步骤，将第一平板上具有平行沟槽的一面置于第二平板的表面上，向沟槽中分别通入上述抗体所抗的抗原的不同大小的肽段，孵育10分钟后抽出液体，揭去第一平板，在形成的吸附条带的纵向构建样品条带，向沟槽内分别通入来自不同的同种动物的血清，孵育10分钟后抽空沟槽内的液体，揭去第一平板，在第二平板上形成交叉的条带。向在第二平板上加入抗该动物的多克隆抗体的标记物，根据显色结果中颜色变化可以简单的判断每个动物的抗体表达量的情况。亮度越高则显示该动物的抗体制备性能越高，同时可以判断该抗原的不同肽段是否符合检测的要求。

实施例9

判断不同的缓冲液是否会对蛋白质的活性产生影响的试验，采用聚碳酸酯平板制备第一平板和第二平板，利用范德华力在平板表面上构建交叉的试剂条带和样品条带。

按照图1所示步骤，将第一平板上具有平行沟槽的一面置于第二平板的表面上，向沟槽中分别通入蛋白质的单抗，孵育10分钟后抽出液体，揭去第一平板，在形成的吸附条带的纵向构建样品条带，向沟槽内分别通入使用不同的缓冲溶液配制的同样浓度的蛋白质溶液，孵育10分钟后抽空沟槽内的液体，揭去第一平板，在第二平板形成交叉的条带。向第二平板上加入用该蛋白质的另一种标记的单抗，利用标记物的显色结果的颜色变化可以很简单的判断该蛋白质的活性情况。亮度越高则显示该种缓冲液配制的蛋白质的活性越高。

实施例10

判断不同的转化手段对于某一质粒的转化效率，采用聚苯乙烯平板制备第一平板和第二平板，利用范德华力在平板表面上构建交叉的试剂条带和样品条带。

按照图1所示步骤，将第一平板上具有平行沟槽的一面置于第二平板的表面上，向沟槽中分别通入由该质粒产生的几种不同蛋白质的单抗，孵育10分钟后抽出液体，揭去第一平板，在形成的吸附条带的纵向构建样品条带，向沟槽内分别通入不同转化方法培养的细胞裂解液，孵育10分钟后抽空沟槽内的液体，揭去第一平板，在第二平板形成交叉的条带。向在第二平板上加入用各种不同蛋白质的另一种标记的鼠源单抗的混合溶液，利用鼠源单抗标记物显色结果的颜色变化可以很简单地判断该质粒转化的情况。亮度越高则表示转换的效率越高。

实施例11

判断两种不同的DNA分子是否会与蛋白质A和B发生相互作用的试验，采用聚碳酸酯平板制备第一平板和第二平板，利用范德华力在平板表面上构建交叉的试剂条带和样品条带。

按照图1所示步骤，将第一平板上具有平行沟槽的一面置于第二平板的表面上，向沟槽中分别通入两种蛋白质，孵育10分钟后抽出液体，揭去第一平板，在形成的吸附条带的纵向构建样品条带，向沟槽内分别通入两种分别标记了红色和绿色荧光分子的DNA分子的溶液，孵育10分钟后抽空沟槽内的液体，揭去第一平板，在第二平板形成交叉的条带。荧光显色亮度越高则显示该种DNA可以与对应的蛋白质相互作用。

实施例12

判断三种适配子与葡萄糖和胆固醇是否有相互作用。采用金表面平板制备第一平板和第二平板，利用范德华力和共价键在平板表面上构建交叉的试剂条带和样品条带。

按照图1所示步骤，将第一平板上具有平行沟槽的一面置于第二平板的表面上，向沟槽中分别通入三种末端为巯基的适配子，通过共价连接到金表面，孵育10分钟后抽出液体，揭去第一平板，在形成的吸附条带的纵向构建样品条带，向沟槽内分别通入使用不同颜色荧光标记的葡萄糖和胆固醇，孵育10分钟后抽空沟槽内的液体，揭去第一平板，在第二平板形成交叉的条带。荧光显色亮度越高则表示这种适配子具有与相应的葡萄糖或者胆固醇的相互作用。

Claims (18)

1.一种用于检测生物样品中目标物质的装置，其特征在于，所述装置包括第一平板(1)和第二平板(2)，其中所述第一平板(1)的一个表面上具有一条以上不交叉的沟槽(3)，所述沟槽横截面上槽口宽度为0.01-5000微米，槽口至沟槽最低点的垂直高度为0.01-5000微米，所述第二平板(2)由能够吸附目标物质以及能够吸附与目标物质发生特异性作用的试剂的材料制成。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述目标物质选自蛋白质、肽、核酸、糖类、脂类以及小分子化合物。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第二平板(2)由选自玻璃、高分子聚合物、金属、二氧化硅和硅的材料制成。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第二平板(2)由选自普通玻璃、硅烷化玻璃、聚二甲基硅氧烷、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、金、硅胶以及它们经活性基团改性后的材料制成。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述沟槽是通过选自刻蚀、纳米压印和复模法的方法形成的。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述沟槽是经光刻技术或准分子刻蚀形成的。

7.一种采用权利要求1至6中任一项所述的装置检测生物样品中目标物质的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a.将第一平板(1)具有沟槽(3)的一面置于第二平板(2)的表面上，向沟槽中加入能与目标物质发生特异性作用的试剂，在第二平板(2)的表面上形成试剂条带，所述第二平板(2)由能够吸附目标物质以及能够吸附与目标物质发生特异性作用的试剂的材料制成；

b.取下第一平板(1)，将第一平板(1)具有沟槽(3)的一面重新置于第二平板(2)的表面上，且所述沟槽(3)的方向与所述试剂条带的方向不同，向沟槽中加入样品，在第二平板(2)的表面上形成与所述试剂条带相交叉的样品条带；

c.对所述样品条带与试剂条带的相互作用进行检测。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a.将第一平板(1)具有沟槽(3)的一面置于第二平板(2)的表面上，向沟槽中加入能与目标物质发生特异性作用的试剂，孵育后除去过量试剂，在第二平板(2)的表面上形成试剂条带；

b.取下第一平板(1)，将第一平板(1)具有沟槽(3)的一面重新置于第二平板(2)的表面上，且所述沟槽(3)的方向与所示试剂条带的方向不同，向沟槽中加入样品，孵育后除去过量样品，在第二平板(2)的表面上形成与所述试剂条带相交叉的样品条带；

c.对所述样品条带与试剂条带的相互作用进行检测。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述方法的步骤c为向第二平板(2)上加入显色试剂并对显色进行检测的步骤。

10.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述样品是经过标记的。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法的步骤c为对所述标记进行检测的步骤。

12.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述目标物质选自蛋白质、肽、核酸、糖类、脂类以及小分子化合物。

13.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述目标物质选自抗原、抗体、DNA和RNA。

14.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述方法利用非特异性吸附作为检测结果的判定基准。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述利用非特异性吸附作为检测结果的判定基准是指阳性样品、阳性样品与阴性样品之间的条带以及阴性样品的显色依次变暗。

16.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述方法不需要进行封闭和/或清洗步骤。

17.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述方法的操作时间控制在5分钟以内。

18.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述方法在常温常压以及通常湿度下进行操作。

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