生物檢測平台及其製造方法

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

103134709

專利證號

I 554612

專利獲證名稱

生物檢測平台及其製造方法

專利所屬機關 (申請機關)

國立臺灣大學

獲證日期

2016/10/21

技術說明

在運用脂雙層膜微流道平台來做生物檢測時，最大的挑戰即為更換生物試劑時，常無可避免地會導入氣泡，而使得傳統脂雙層膜和其中待測蛋白質受到空氣－水界面之破壞，進而使得用來檢測之藥物產生非特定性吸附，喪失檢測之準確性。一般脂雙層膜平台在暴露到空氣之後會受到破壞的主要原因在於空氣-水界面通過雙層膜表面時，會產生沿著界面方向的張力，而破壞雙層膜結構並使其從基材表面上掀離。之前文獻均使用化學修飾或使用其它生物分子覆蓋在雙層膜表面來增加脂雙層膜的堅硬程度，以避免雙層膜在空氣-水界面通過時被界面作用力剝離。然而，先前發展出之化學修飾方法會導致脂雙層膜中物質的二維流動性降至50%以下，或造成空間上的障礙，使欲偵測物質或藥物無法接近脂雙層膜表面，進而使平台喪失檢測的能力。在本論文中，有別於以往文獻所用之化學修飾方法，我們使用光顯影製程來建構獨特之物理障礙結構，來攔截並保留一些水層於物理障礙間的脂雙層膜上方，以避免空氣-水的界面張力直接作用於雙層膜而造成破壞，使其剝落。藉由改變物理障礙的間距和微流道系統中的操作流速，我們進一步發現當空氣-水界面移動速度增加時，需要更短的物理障礙間距才能達到良好的保護雙層膜效果。螢光漂白回復測試方法也同樣顯示出，受光阻物理障礙保護的雙層膜在經歷氣泡再回到水溶液環境下後，仍保有與通過空氣-水界面之前相當的流動性。另外，鏈霉抗生物素蛋白與生物素脂質分子間鍵結能力測試，也顯示出被物理障礙保護的雙層膜上的受體能和配體反應的能力亦不受空氣-水界面而影響。本研究顯示我們能成功使用物理障礙的方法以避免脂雙層膜被微流道中之氣泡破壞，且脂雙層膜的存留比例、流動性、和檢測的能力均保持在原本的90%以上。此法突破了先前相關技術均顯著會降低雙層膜流動性或造成空間障礙的問題，更進一步提升了脂雙層膜生物感測平台的應用潛力。 Supported lipid bilayer (SLB) platforms have been used for various biosensing applications. The platform integrated with a microfluidic device for reagent transport and exchange has great potential to be applied with surface analytical tools. However, SLBs can easily be destroyed by air bubbles during assay reagent transport and exchange. Here, we created a patterned obstacle grating structured surface in a microfluidic channel to protect SLBs from being destroyed by air bubbles. Unlike all of the previous approaches using chemical modification or adding protection layers to strengthen lipid bilayers, the uniqueness of this approach is that it uses the patterned obstacles to physically trap water above the bilayers to prevent the air–water interface from directly coming into contact with and peeling the bilayers. Incorporating the built platforms with some surface analytical tools could open the bottleneck of building highly robust in vitro cell-membrane-related bioassays.

備註

連絡單位 (專責單位/部門名稱)

產學合作總中心

連絡電話

33669945

網址