科研人員開發出全自動低溫數字微流控設備

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近日，中國科學院深圳先進技術研究院醫工所研究員楊慧團隊，與廈門大學薩本棟微米納米研究院陳宏團隊合作的最新研究成果，在英國皇家化學學會出版的《芯片實驗室》上發表。

該團隊開發了一種基于低溫數字微流控系統的蛋白質與蛋白質相互作用檢測盒（LTDMF-PPI-Box），以實現自動、快速、無損、高效的蛋白質與蛋白質相互作用檢測。

蛋白質-蛋白質相互作用(Protein-protein interaction, PPI)是生命體系中最基本的一種現象，它們在細胞內扮演著重要的角色。研究蛋白質之間的相互作用對理解疾病的發生、發展具有重要的意義，通過科學方法精準測定其作用途徑和作用方式等本質信息，能夠極大助力諸如新型藥物靶標發現等生物醫學研究及藥物研發。

目前，常見的PPI檢測方法有串聯親和純化、熒光共定位、熒光雙分子互補、熒光能量共振轉移、免疫共沉淀和蛋白質芯片等。然而，這些方法通常自動化程度不足，難以高效實現并行檢測；此外，當前檢測技術在檢測靈敏度及檢測速度上的不足，難以實現高效、精準的PPI測量。

為解決上述難題，研究人員開發了一種基于低溫數字微流控系統的PPI檢測盒（LTDMF-PPI-Box），以實現自動、快速、無損、高效的PPI檢測。

低溫數字微流控芯片（Low-temperature digital microfluidic，LTDMF）通過編程控制液滴的運動，將PPI的檢測時間從數十小時縮短至1.5小時。此外，集成熱電冷卻器可以確保蛋白質的工作溫度，將蛋白質的保存率提高至90%以上，以利于后續的操作及應用。

基于低溫數字微流控系統的PPI檢測盒工作示意圖

此外，該團隊將與胰島素分泌密切相關的RILP蛋白和Rab26蛋白之間的相互作用作為原型，進一步證明了檢測盒的可行性。

據介紹，LTDMF-PPI-Box由數字微流控系統和溫度控制系統兩部分組成。數字微流控系統實現了精準的樣本操作及檢測；溫度控制系統則實現樣本環境控制，以提高檢測精準度及后步應用可行性。相較于傳統的PPI檢測方法，研究團隊提出的LTDMF-PPI-Box是一種極具優勢的蛋白質相互作用檢測平臺，其自動化潛力有望解決相互作用蛋白高通量篩選的需求，未來有望加速PPI網絡的建立。