蛋白芯片技术是生物芯片领域的重要分支,其概念最早由Roger Ekins在20世纪80年代提出。该技术通过将大量蛋白质分子按预设排列固定于载体表面形成微阵列,利用蛋白质分子间的特异性结合原理,构建微流体生物化学分析系统,实现对生物分子的高通量、快速检测。近年来,随着纳米材料和表面化学的进步,蛋白芯片在临床诊断中的应用日益广泛。
免疫诊断是临床辅助诊断的核心组成部分,为疾病诊断提供关键参考信息。自20世纪60年代抗体分子结构和功能被阐明后,免疫学诊断技术迅速发展。经典的酶联免疫吸附试验(ELISA)由Engvall和Perlmann于1971年建立,该方法将酶标抗体技术应用于液体标本中微量物质的测定,至今仍是临床最常用的检测方法之一。然而,ELISA操作步骤繁琐,需多次孵育和洗板,耗时较长。
为满足快速、简便的检测需求,纳米金免疫标记技术和蛋白芯片技术应运而生。胶体金溶液是分散相粒子直径在1~150 nm之间的金溶胶,其中10~20 nm的胶体金呈酒红色。1974年,Romano等人将胶体金标记在第二抗体(马抗人IgG)上,建立了间接免疫胶体金染色法,无需底物显色即可直接观测结果。
蛋白芯片技术的基本原理与ELISA类似,均基于抗原抗体特异性结合,但芯片法通过自动渗滤系统简化了操作:在反应板上依次加入封闭液、受检标本、洗涤液和胶体金标记的二抗,液体在自动渗滤过程中完成吸附,检测最快可在3~5分钟内完成。然而,芯片法在实现快速简便的同时,可能牺牲一定灵敏度,因为液体渗滤时间较短,效价不高的标本可能呈假阴性。尽管如此,该技术完全满足临床初筛和辅助诊断需求。随着芯片技术的发展和特异性蛋白抗原的发现,其灵敏度将进一步提升,实现真正的简便、快捷、灵敏。