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中南大学|基于微流控技术的诊断型手性肽核酸芯片制备平台

成果类型:: 发明专利,新技术

发布时间: 2023-11-26 16:22:49

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”湖南科技服务团| 李钊 | 2023-11-29 23:06:17

本成果基于高效微流体芯片、“电子掩膜”(PLC,FPGA和LabVIEW构建)与光掩模相结合及高性能手性miniPEG-γPNA探针搭建诊断型肽核酸芯片制备平台。设计并应用了高效单体活化装置;“电子掩膜”可降低芯片制备成本,光掩模技术实现对芯片密度的调整;自行制备了miniPEG-γPNA单体,并应用到微流体芯片上;手性探针通过miniPEG修饰提高水溶性,可预组织成右手螺旋结构,与DNA杂交结合特异性更好,稳定性更高,能识别入侵混合序列双链DNA(dsDNA),实现对靶标的直接检测。

微流控法相比于传统的制备方法,具有操作简单、批次一致性好、可以对脂质体粒径进行调控等优点。但是,目前绝大多数的微流控芯片只具备脂质体合成的功能,无法对脂质体进行纯化操作,这极大地影响了微流控法合成脂质体的效率。因此,开发出一种能够原位制备纯化脂质体的微流控混合装置对于促进脂质体生产及其应用研究具有重大意义。

根据PNA的代谢稳定性,主要将其用于抑制基因表达的反义药物研究领域,国外几家制药及生物技术公司,ISIS、PE等公司均投入大量精力从事开发研究;根据其与DNA优良的杂交稳定性,PNA又被广泛用于DNA分子识别和操纵。

PNA可以广泛用于病原体、遗传病检测的分子杂交、原位杂交、突变分析、抗癌、抗病毒反义核酸研究和应用。

尤其是PNA可以取代寡核苷酸用于基因芯片的制备,将比普通基因芯片更稳定,特异性也更好,被认为是基因芯片的升级产品,相信在临床诊断芯片的开发方面。PNA也可用于定量PCR,可以用于实时检测PCR的扩增反应;

也可将其做成PNA Beacon,用于实时监测细胞内的RNA表达。随着PNA基础研究的不断深入和新技术的不断出现,PNA将显示出无比优越的性能和更为广阔的应用前景。

陈泽宇,中南大学机电工程学院皮肤健康与疾病湖南省工程研究中心副主任,中南大学特聘教授,2021-05-30当选 湖南省杰出青年项目、国家海外特聘计划青年项目。
  1. 提高疾病的早期诊断率:通过使用电子掩膜和诊断型肽核酸芯片制备平台,可以提高疾病的早期诊断率。这将有助于减少疾病的严重程度和死亡率,从而降低医疗费用和社会负担。例如,对于癌症等严重疾病,早期发现并进行治疗可以提高治愈率和生存率。

  2. 降低医疗成本:电子掩膜和诊断型肽核酸芯片制备平台的使用可以减少对传统诊断方法(如组织活检)的依赖,从而降低医疗成本。此外,这些技术还可以实现高通量的检测,从而提高检测效率和准确性,进一步降低成本。

  3. 促进精准医疗发展:电子掩膜和诊断型肽核酸芯片制备平台可以帮助医生更好地了解患者的基因组信息,从而实现个性化治疗方案的设计。这将有助于提高治疗效果和减少不必要的药物使用,从而降低医疗成本和社会负担。

  4. 推动医学科研进步:电子掩膜和诊断型肽核酸芯片制备平台的应用可以为医学研究提供重要的数据支持。这些技术可以帮助研究人员更好地理解疾病的发生机制和发展过程,从而推动医学科研的进步。

可考虑(排序后):

  1. 技术合作:与其他公司或研究机构进行合作,共同开发和推广这项技术。这种方式可以分散风险,同时也能获取更多的资源和支持。

  2. 技术许可:将该技术的使用权授权给其他公司或个人,收取一定的使用费用。这种方式可以持续获得收入,同时也能扩大技术的影响力。

  3. 建立子公司或分支机构:在自己的公司内设立专门负责该技术研发和应用的部门,然后将这些成果应用到公司的其他产品或服务中。

  4. 技术转让:将该技术以专利或许可证的形式出售给其他公司或个人。这种方式可以获得一次性的高收入,但需要确保接收方能有效地利用这项技术。

  5. 创办新的科技企业:利用这项技术开发新的产品和服务,然后通过销售新产品和服务来获得收入。