中文 |

China News

State-of-the-art ProteinChips offer a powerful tool for bio-medical research

Dec 27, 2005

    A research group led by Prof. JIN Gang from the National Microgravity Laboratory at the CAS Institute of Mechanics has made major progress in the research and development of multi-optical protein chips.

    The kernel technology of the new microarray, called ProteinChips, is a new protein analytic system with the advantage of integrated, parallel, fast and automatic analysis. It is a label-free technique that can be used to detect biomolecules and investigate biomolecule interaction with biological micro-sample. With the novel progress in chip surface modification and biomedical application, it is not only a qualitative, but also a quantitative way for protein interaction determination. It is also able to obtain dynamic data of protein interaction process, such as interaction rates and conditions, with real time detection. The technology so far has filed for more than 20 patents.

    One of the most important factors affecting the detection sensitivity of proteinchip is the immobilization of biomolecules and the maintenance of functional configuration on the substrate surface. Protein A is used to modify silicon surface for antibody immobilization, through which the antibody molecules can be selectively immobilized on the chip. This mode of immobilization results in the uniform orientation of the antigen-binding sites, Fab variable regions, up from the surface, well accessible for interaction with the antigen, which maximizes the antigen-binding capability of the antibody and increases the detection sensitivity. Two patents have been applied about this technology.

    Physical adsorption is a kind of immobilization method mainly used in ProteinChip. The biological activity of the immobilized protein is usually less than that of its soluble state and the amount of immobilized protein was unstable due to the desorption and the competitive adsorption of other proteins. In order to overcome the problem, a kind of covalent immobilization method using aldehyde has been developed. This silicon surface modification is simple and in favor of the maintenance of protein activity. The modification method has been routinely used in the proteinchip preparation.

    Another kind of surface modification with a mixed silanes layer to immobilize proteins has also been developed for silicon and gold surface. Using this method, not only the biomolecules can be immobilized but also the non-specific adsorption is effectively inhibited. This modification has the advantage of stability of the immobilized protein, less effect of protein conformation, and high biological activity.

    The Optical ProteinChip has been successively used to detect CA153, a kind of cancer marker in blood for the early detection of the breast cancer in serum and the detection sensitivity is high enough for the clinic detection. In cooperation with the Chinese Academy of Medical Sciences, the group has detected 23 patients' serum with different CA153 concentrations. The detection result using Optical ProteinChip is highly consistent with that of the gold standard ECLIA (electrochemiluminescence immunoassay), indicating that optical ProteinChips can be used for quantitative detection with high sensitivity.

    The technology is of significance for testing SARS virus, and diagnosing early breast cancers, cardiovascular diseases and the hepatitis B surface antigen.
Contact Us
  • 86-10-68597521 (day)

    86-10-68597289 (night)

  • 86-10-68511095 (day)

    86-10-68512458 (night)

  • cas_en@cas.cn

  • 52 Sanlihe Rd., Xicheng District,

    Beijing, China (100864)

Copyright © 2002 - Chinese Academy of Sciences