基于塑料薄片建立一步式心血管损伤标志物即时检测免疫分析系统

摘要

目的建立一种简便快速的一步式心血管疾病标志物蛋白质即时检测(POCT)芯片系统。方法利用光化学反应,在环烯烃共聚物薄片(COC)上合成具有抗非特异性吸附的聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯(PEGMEMA)层,在接枝后的表面进行非接触式的喷墨打印,形成抗体微阵列。使用紫外光进行引发,探索了不同光照时间和不同聚合物单体浓度下改性COC薄片表面的接触角角度以及聚合物接枝密度的变化。利用原子力显微镜和红外光谱仪表征了光化学反应改性后COC薄片表面的微观形貌和化学结构,并对比了光化学反应改性前后薄片表面的非特异性蛋白吸附情况。进一步探索了合适的抗体喷墨打印浓度及辅剂条件,并在接枝后的表面打印了心血管损伤生物标志物生长刺激表达基因2蛋白(ST2)的固定型捕获抗体和荧光标记的可溶解型抗体。结果当聚合物单体的质量分数为30%,光照时长为4 min时,接触角降到最低为38.5°,接枝密度达到最大为68.47μg/cm^(2)。原子力显微镜和红外光谱仪表征均证明了PEGMEMA层的成功引入。表面接枝PEGMEMA层降低了COC薄片的非特异性蛋白吸附量。当固定型捕获抗体为80 mg/L时,固定效率最高。与不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG)相比,海藻糖作为辅剂时可溶解型检测抗体与固定型捕获抗体的识别效率更高。当ST2为10 mg/L时,可以观察到溶解后固定斑处有检测抗体结合。结论通过光化学反应,在COC薄片表面接枝了抗非特异性吸附的PEGMEMA,在接枝后的薄片表面喷墨打印检测所需的抗体试剂,用简易快捷的方法制备形成了一种能够实现一步式检测的蛋白质芯片,可灵活应用于多种场景下心血管疾病标志物蛋白的快速检测,助力心血管精准医学发展。