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FDA认证产品丨μTASWako微流控肝癌检测系统

2019-9-9| 编辑: 小桔灯网| 查看: 419| 评论: 0|来源: 小桔灯网丨作者:石头道科普

摘要: 肝癌具有早期检测难、病因多样、癌变机理复杂的特点,占所有癌症发病率的第4位,死亡率居第3位的恶性肿瘤。之前的推送介绍了目前AFP检测的国内外公司、联合检测在肝癌早期诊断的应用。本次推送主要介绍微流控肝癌检 ...


肝癌具有早期检测难、病因多样、癌变机理复杂的特点,占所有癌症发病率的第4位,死亡率居第3位的恶性肿瘤。之前的推送介绍了目前AFP检测的国内外公司、联合检测在肝癌早期诊断的应用。本次推送主要介绍微流控肝癌检测系统及其详细技术原理


许多蛋白质都会在人体中发生糖基化。在一些情况下癌症患者与健康个体相比,血清蛋白质具有异常的糖基化谱。典型的例子就是AFP。Taketa等发现原发性肝癌(hepatocellularcarcinoma,HCC)患者血清中AFP与小扁豆素(lensculinaris agglutinin,LCA)结合后,电泳分成三带,依次命名为AFP-L1、AFP-L2、AFP-L3,即LCA非结合型(AFP-L1、AFP-L2)和LCA结合型(AFP-L3)。对比分析显示HCC患者AFP-L3比率比其它良性肝病患者明显升高。AFP-L3的比率与总AFP(AFP-L3%)被认为是用于在肝癌的预后和监测临床意义。AFP-L1和AFP-L3的糖链结构如下图所示。



通常而言,糖基化的测试能够通过电泳进行测试。相较于化学发光,毛细管凝胶电泳其在分离和分析方面具有一定优势,特别是对蛋白质的各种糖基化亚型具有非常高的分离精度。而本次介绍的微流控肝癌检测系统使用的原理就有毛细管电泳。配合一定的放大手段,达到了高灵敏、快速的肝癌检测。


μTASWako i30微流控系统简介


Wako(和光纯药)是日本最大的实验室化学试剂供应商,也是世界五大实验室化学试剂供应商之一。Wako试剂涵盖了生物化学、分析化学、有机化学、环境分析、食品医药品分析、高纯度及认证标准品等多类,约有50万种试剂。在基因组学、蛋白质组学研究产品开发方面Wako同样强而有力。



日本和光开发的μTASWako微流控免疫荧光系统,是目前唯一一个能够同时检测AFP/AFP-L3/PIVKAII三个项目的微流控分析系统。肝癌的联合检测对于提高癌症的检测灵敏度,减少漏检率上具有很好的应用价值,是未来癌症诊断的一个发展方向之一。μTASWako微流控免疫荧光系统9分钟即可输出第一个结果,50测试仅需2小时。和之前介绍的Claros微流控平台不同,μTASWako使用的技术原理是微流控毛细管电泳,最后读取荧光信号进行定量检测。


μTASWako i30的核心技术


μTASWako i30是有日本和光开发的微流控免疫荧光法肝癌检测系统,通过测试单个样本中AFP/AFP-L3/PIVKAII三个项目的联合检测进行肝癌的早期诊断。

该系统主要依靠两个技术:DNA偶联抗体以增加其电荷质量比,微流控毛细管凝胶电泳。


由于抗体本身的电荷较弱以及由糖基化引起的复合物的异质电荷,很难通过电泳将免疫复合物与其他反应性成分分离。为了提高分离的灵敏度,μTASWako利用带负电荷的DNA(DNA偶联抗体)标记抗体以增强抗体的电荷质量比。DNA的高负电荷增强了免疫复合物的移动性,提高了传统电泳的检测灵敏度。


这种原理被广泛的用于分析DNA/RNA结合蛋白和其相关的DNA/RNA结合序列相互作用。这种实验被称为凝胶迁移或电泳迁移率实验(electrophoretic mobility shift assay,EMSA)。依据实验需要,设计标记探针、非标记探针、蛋白特异性抗体等参照物,基于DNA-蛋白质或RNA-蛋白质复合体在聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)中有不同迁移率的原理,当转录因子与特异的DNA或RNA结合后,其在PAGE中的迁移率将小于未结合核蛋白转录因子的DNA,从而检测到活化的与DNA或RNA结合的蛋白转录或调节因子。



μTASWako i30芯片设计


μTASWakoi30是一款全自动台式系统,其尺寸(主体)为520(宽度),595(深度)和546(高度)mm; 系统总重约70公斤。该系统由四个独立的站组成,每个站分配有各种功能:分配,装载,分析和芯片回收(dispensing, loading, assay, and chip waste)。芯片装载到芯片盒中,并自动从一个检测单元顺序移动到下一个检测单元。收集的数据由分析软件处理,最终结果报告给操作员。


芯片的结构如下图所示。芯片由聚甲基丙烯酸甲酯塑料树脂制成。它由两部分组成:上部有试剂孔,样品稀释杯和微流体通道,而底部只是一个薄的塑料薄膜。通过将薄膜层压到上部来制备毛细管通道。每个芯片用于单次测试,并在使用后丢弃。所有测定过程,混合,反应,浓缩,分离和检测都在芯片上完成。



具体的检测过程可分为加载、免疫反应、分离和检测四个步骤。


加载

首先,仪器将样品与荧光染料标记的抗体混合,并将混合物分配到样品孔中。此时,仪器还单独将试剂分配到指定位置。仪器对分配试剂和样品的孔加压,将样品/荧光染料标记的抗体混合物和试剂引入微流体通道。


免疫反应

接下来,仪器将电极A设置为阴极并将电极C设置为阳极以启动电泳,其中DNA-偶联抗体在电泳的同时被浓缩。浓缩的DNA偶联抗体通过样品区与抗原反应,形成DNA偶联抗体-抗原的免疫复合物。该过程将免疫复合物浓缩至140倍。免疫荧光染料标记的抗体不浓缩,不会被电泳迁移,因此免疫反应和分离同时发生。



分离

免疫复合物迁移到电极B的交叉点。此时,仪器将阴极从电极A切换到B进行毛细管凝胶电泳。为了使用该仪器具有的良好再现性,应该精确控制“切换”的时间。



检测

毛细管凝胶电泳将免疫复合物与噪声成分分离,通过激光诱导荧光检测免疫复合物的荧光染料标记抗体中的荧光物质。通过软件进行最后的定量。



仪器主要参数


仪器名称

μTASWako i30

检测项目

AFP/AFP-L3/PIVKAII三联检

测定方法

微流控免疫荧光法

试剂存储温度

2-10℃

检测时间

9分钟即可输出第一个结果,50测试仅需2小时

试剂架载量  

最大50个样本同时检测

仪器净重  

71千克

仪器大小

高595mm  宽520mm 长150mm

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