學研新創 - 創新醫材與診斷技術
學生組 第二名 - 新穎型氣相式自組裝單分子阻絕方法應用於高效率生醫晶片之檢測
2012-01-10
國立清華大學工程與系統科學系

國立清華大學工程與系統科學系/謝馨儀、吳俊龍、黃琦雯、曾繁根

蛋白質微陣列晶片發展於後基因時代,以批次化處理的方式,在微小的面積裡同時分析成千上萬個蛋白質,有系統地瞭解蛋白質之間的複雜關係和相互作用,因此目前蛋白質微陣列晶片已經被公認為相當重要的檢測工具。其不同於微陣列基因晶片,蛋白質分子易受環境影響而失去活性與破壞構形,因此適當的處理流程與保存方式,對於蛋白質微陣列晶片是相當重要的基礎課題。此外仍有許多相關的參數關鍵地影響檢測訊號,如生醫分子的鍵結阻絕流程。其流程目前大多採用生物血清,作為減少背景雜訊的鍵結阻絕試劑。但其液相浸泡的處理方式,造成抗體抗原間親和力減弱、流程處理時間冗長、螢光訊號拖尾等現象,使得檢測結果與效率無法提升。
因此本研究提出一個新穎型的自組裝單分子鍵結阻絕方法,利用氣相蒸鍍生長自組裝單分子的方式,進行高效率的微陣列生物晶片檢測。利用氣相生長方式可以有效率的避免液相生長時造成的表面張力問題,且能夠加強抗體抗原間反應辨識的效率。本研究的實驗結果顯示,此氣相生長方法能有效降低鍵結阻絕流程處理時間,從傳統所需要的數小時縮短至低於十分鐘。且提高抗體抗原間的接合效率,大於傳統液相浸泡生物血清的三倍。另外藉由氣相生長方式避免了液相生長時,所發生的訊號拖尾現象,有效降低了背景螢光雜訊。因此本研究提出的新穎型氣相自組裝單分子鍵結阻絕方法,具有相當的潛力去取代傳統液相浸泡生長生物血清的方式,廣泛地應用在臨床上所使用的酵素鏈結免疫分析檢測。並且在經濟效益方面,因其具有批次化處理的特性,使得鍵結阻絕試劑使用量大幅降低,適用於自動化生產流程,節省大量人力與時間。預計在未來量化生產應用時,生物晶片在鍵結阻絕處理的製作成本,可降低為目前的十分之一甚至更低,促使生物晶片能進一步發揮其高效益與實用性。

評審推薦
蛋白質微陣列晶片已是現今相當重要的生醫檢測工具,但有其使用上之不便。為了改善蛋白質分子易受外在因素影響而失去活性與破壞結構之缺點,此項研究以生物醫學工程方法,應用在醫療檢測工具上,利用氣相蒸鍍生長自組裝單分子的方式,提出一個新穎的解決方法,利用鍵結阻絕以進行高效率的微陣列生物晶片檢測。研發成果不僅可廣泛地應用在臨床上,進行免疫分析檢測,也具有降低成本及節省時間人力之優勢,提昇經濟效益,是一項兼具生物晶片之實用性及效能之研究成果,具商業化潛力,非常值得鼓勵。
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