基于微流控技术的蛋白质结晶及其筛选方法的研究进展简

微流控技术以其高通量、低消耗和集成化等优点成为蛋白质结晶微型化研究的重要手段. 本文综述了基于微流控技术的蛋白质结晶技术和方法,主要包括微泵微阀、液滴(Droplet)、滑动芯片(SlipChip)以及液滴实验室(DropLab)等技术. 此外,还针对当前膜蛋白在结构生物学研究中的重要地位,综述了应用于膜蛋白结晶的微流控技术的研究进展.     

微流控技术应用于蛋白质结晶的研究*

随着微电子微机械等技术的不断进步,微流控(microfluidics)技术成为目前迅速发展的前沿领域之一,是化学科学和生命科学分析研究的重要技术平台。微流控技术高通量、低消耗和低成本的特点使其在蛋白质结晶条件筛选和优化方面展示了良好的应用前景。本文对应用于蛋白质结晶的各种微流控芯片技术的原理和方法进行了综述,并对目前几种商业化和文献报道的典型蛋白质结晶微流控系统进行了介绍和比较。     

微流控液滴技术及其应用的研究进展

微液滴具有体积小、比表面积大,速度快、通量高,大小均匀、体系封闭,内部稳定等特性,在药物控释、病毒检测、颗粒材料合成、催化剂等领域中均有重要应用.微流控技术的发展为微液滴生成中实现尺寸规格、结构形貌和功能特性等的可控设计和精确操控提供了全新平台.本文概述了微流控液滴技术的基本原理、液滴生成方式及其基本操控,比较分析了微液滴的传统制备法与微流控合成法的异同,介绍了近年来微流控液滴技术在功能材料合成、生物医学和食品加工等领域中的研究新进展,探讨并展望了微流控液滴技术的潜在价值和未来发展方向.     

微流控技术筛选酶抑制剂的研究进展

随着近年新合成或提取的化合物大量涌现,药物筛选朝着快速、高效、高通量方向发展。微流控分析技术具有的分析微型化、高通量化、可集成化和良好的生物相容性等特点,为药物的筛选提供了新的方法和技术平台。本文简要介绍了酶抑制剂筛选,重点评述基于微流控技术筛选酶抑制剂的研究进展。     

微流控芯片液滴生成与检测技术研究进展

微流控芯片液滴技术是一种操控微小体积液体的新技术,既可实现高通量微观样本的生成及控制,也可进行独立液滴的操作.分散的微液滴单元可作为理想的微反应器,在生物医药中的药物筛选、材料筛选和高附加值微颗粒材料合成领域展现出巨大的应用潜力.液滴微流控芯片是利用流体剪切力的改变,使互不相溶的两相流体在其界面处生成稳定、有序的液滴,...     

微流控芯片技术在蛋白质分析中的应用进展

近年来,微流控芯片技术取得了显著的发展。随着微电子及微机械等制作技术的不断进步,高通量、高效、快速、低成本的微流控分析芯片在蛋白质和多肽分析方面获得了令人瞩目的成果。本文主要介绍了微流控芯片在蛋白质组学分析研究的应用和发展。引用文献52篇。     

微流控合成研究进展

微流控合成技术是近10年来发展起来的一项新兴的有机合成技术.微反应器由于在传热、传质等方面的性能远远优于常规烧瓶等反应器,因而在微反应器中进行的反应会得到更理想的效果,例如提高产率和纯度、缩短反应时间、降低危险性、提高产物的选择性等.主要介绍了微流控合成的概念、优点及进展情况.     

微流控液滴技术:微液滴生成与操控

微液滴技术因具有高通量两相分割分离能力,吸引众多不同领域研究者的关注.本文回顾了微流控液滴技术领域的一些基本技术思路,涉及微液滴的流控生成方法,包括水动力法、电动法、气动法、光控法等,以及液滴生成后的操控技术,如液滴定向位移、融合、裂分、混合、分选、捕获等,同时对这些方法作了简要评述.     

基于微流控芯片技术的秀丽隐杆线虫研究进展

秀丽隐杆线虫具有体积小、生命周期短、结构简单和高基因保守性等特点,是生命科学研究领域中的一种重要模式生物。微流控芯片的通道尺寸与线虫大小相匹配,并可实现灵活集成的线虫操控,为线虫研究提供了一种全新的平台。在微流控平台上,线虫长期培养、固定、分选、精确刺激传递和单线虫包裹等单元操作已经实现,并被应用于线虫神经生物学、行为学、衰老及发育、药物筛选等研究中。该文着重介绍近几年基于微流控芯片技术的线虫研究最新进展,并对其应用前景予以展望。     

基于渗透脱水的自动化蛋白质结晶高通量筛选芯片

构建了一种基于渗透脱水模式的自动进样微流控结晶芯片. 该芯片通过真空预脱气将包含蛋白质和结晶剂的液滴自动分配至结晶微腔阵列中, 然后利用集成的一排包含不同浓度盐溶液的透析管道, 通过渗透脱水方式经一层聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜实现液滴的逐渐浓缩, 使之趋于过饱和状态, 进而形成结晶. 此芯片可一次筛选较宽范围的过饱和状态, 实现蛋白质结晶的快速优化. 利用模式蛋白溶菌酶的结晶实验验证了该芯片的性能.     

有机玻璃微流控芯片表面的蛋白质固定化及应用研究

高分子聚合物由于具有种类繁多、价格低廉、加工方法多种多样以及容易实现批量生产等优势,已越来越多地成为微芯片材料的首选^[1];将生物分子固定于固相载体上,与底物发生异相生化反应,从而使得产物易与反应体系分离,并可多次重复使用,无污染且大大降低消耗等特点而备受关注^[2].但是,由于聚合物材料表面较强的疏水性和化学惰性,无法直接通过如吸附、包埋、共价键合等常规的实验手段完成生物分子的有效固定.     

Crystallization and Preliminary Crystallographic Studies of Cucurmosin 2,a Ribosome-inactivating Protein from the Sarcocarp of Cucurbita moschata

Cucurmosin 2, a type 1 ribosome-inactivating protein （RIP） isolated from sarcocarp of Cucurbita moschata, has been crystallized by the vapor-diffusion method using PEG6000 as the precipitant. The crystals belong to the orthorhombic space group P212121, with unit cell parameters a = 55.853, b = 65.507, c = 91.754 А, and have one molecule per asymmetric unit. X-ray data have been collected to 1.8А, using a synchrotron source.     

盐浓度与海藻酸钠/磷虾蛋白复合体系性能的相关性

采用湿法纺丝技术制备了海藻酸钠/磷虾蛋白(SA/AKP)复合纤维, 通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了SA/AKP复合体系的氢键相互作用, 用X射线衍射仪、 流变仪及SEM研究了盐(NaCl)浓度对复合体系的结晶、 流动性和形态结构的影响. 结果表明, SA/AKP复合体系中存在分子内和分子间氢键, 分子间氢键的强度随复合材料中盐浓度的增加而增强. 盐浓度的增加导致SA/AKP复合材料的结晶度增加, 流动黏度先降低后增加, 力学性能先增加后降低. SA/AKP纤维的SEM照片显示结晶的盐与纤维分离, 并且复合纤维表面沟槽结构逐渐减少, 表面更加致密光滑. AKP在SA/AKP复合体系中呈完全取向状态.     

Crystallization kinetics and multiple melting phenomena of a flame‐retardant phosphorus containing copolyester

Melt, cold isothermal crystallization kinetics, and multiple melting phenomena are investigated by differential scanning calorimetry (DSC) for a flame‐retardant phosphorus containing copolyester. The crystallization kinetics was investigated by the Avrami equation. The Avrami exponent is about 2.6 for melt crystallization and about 2 for cold crystallization. The crystallization activation energy for melt crystallization and for cold crystallization is −64.7 and 145.5, respectively. Three melting endotherms are found in the DSC scan, and they are explained in terms of secondary crystallization, primary crystallization, and recrystallization during the scan. A strong evidence of a two‐stage crystallization mechanism was also observed in the DSC isothermal experiment and X‐ray diffraction. © 1999 John Wiley & Sons, Inc. J Polym Sci B: Polym Phys 37: 2269–2277, 1999     

Electrochemical Determination of Transmembrane Protein Na+/K+‐ATPase and Its Cytoplasmic Loop C45

Electrochemistry of membrane proteins is complicated by the fact that the studied substances are poorly soluble or insoluble in aqueous environment. The solubilization of proteins using surfactants (detergents) affects the electrochemical analysis or even renders it impossible. In the present study, the electrochemistry of the transmembrane protein Na⁺/K⁺‐ATPase (NKA) and its water‐soluble isolated cytoplasmic loop C45 is described. The proteins were studied using adsorptive transfer cyclic voltammetry and square‐wave voltammetry on basal‐plane pyrolytic graphite electrode (PGE) as well as constant‐current chronopotentiometric stripping analysis on hanging mercury drop electrode (HMDE). The nonionic surfactant octaethylene glycol monododecyl ether (C₁₂E₈) was used for NKA solubilization. Under these conditions the oxidation currents of Tyr and Trp (peak Y: +0.55 V and peak W: +0.7 V, vs. Ag/AgCl/3 M KCl) and catalytic reduction currents (peak H: ?1.8 V) of NKA and C45 loop can be observed. Using the experimental procedures suggested in this study, we were able to investigate the oxidation, reduction and adsorption of NKA and C45 at femtomole level without the necessity of labeling by electroactive markers or techniques based on protein immobilization within the lipid bilayer attached to the electrode surface.     

One‐Step Microfluidic Fabrication of Polyelectrolyte Microcapsules in Aqueous Conditions for Protein Release

We report a microfluidic approach for one‐step fabrication of polyelectrolyte microcapsules in aqueous conditions. Using two immiscible aqueous polymer solutions, we generate transient water‐in‐water‐in‐water double emulsion droplets and use them as templates to fabricate polyelectrolyte microcapsules. The capsule shell is formed by the complexation of oppositely charged polyelectrolytes at the immiscible interface. We find that attractive electrostatic interactions can significantly prolong the release of charged molecules. Moreover, we demonstrate the application of these microcapsules in encapsulation and release of proteins without impairing their biological activities. Our platform should benefit a wide range of applications that require encapsulation and sustained release of molecules in aqueous environments.     

基于壳聚糖衍生物的蛋白质药物载体材料的制备及性能

在离子液体均相体系中合成了一种新型两亲性窄分子量分布的低聚壳聚糖衍生物月桂基-琥珀酰化壳聚糖(LSCOS). 以LSCOS为载体材料, 以牛血清蛋白(BSA)为模板蛋白, 以戊二醛为交联剂, 用油包水(W/O)乳化交联法制备了包载BSA的BSA/LSCOS缓释载药微球. 通过扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)及紫外-可见光谱(UV-Vis)研究了BSA/LSCOS比率和戊二醛/LSCOS比率对微球的形貌结构、 包埋率、 载药率和体外药物释放特性的影响. 结果表明, 在离子液体中合成的LSCOS包覆了BSA, 形成的微球粒径约为1 μm, 微球表面随BSA用量的增加变得光滑, 随戊二醛用量的增加变得粗糙. BSA的累积释放率与BSA包载量成正比, 与交联剂添加量成反比, 因此, 可通过控制蛋白质药物的添加比率和交联剂用量来控制蛋白质药物体外释放率.