Development of a droplet based microfluidic system for protein separation and fractionation

开发用于蛋白质分离和分级的基于液滴的微流体系统

基本信息

  • 批准号:
    520804-2017
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 5.37万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Development Grants
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2019-01-01 至 2020-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Capillary electrophoresis (CE) systems are important tools for the life sciences industry, particularly for protein analysis. Advanced Electrophoresis Solutions (AES) is an emerging leading developer of CE tools, and its flagship product, CEInfinite, provides reliable, high performance, and high throughput detection for protein separation and quantification using imaging detection capillary isoelectric focusing (iCIEF) technology. However, the company is facing critical challenges to meeting growing customer demand, and needs: i) low cartridge production rates due to slow, manual gluing processes; and ii) low purity and low volume of the recovered fraction of interest due to the use of single phase pressure driven flow (protein samples are mixed with buffer solution) for sample mobilization resulting in distorted sample bands and diluted protein fraction. Over the next three years, University of Waterloo researchers will work with AES to develop innovations that address the above issues as well as lay a foundation for AES to pursue future development in the field of single cell analysis (SCA), which holds tremendous potential for discovering biological mechanisms not seen in bulk solution settings. Specifically, we will: i) develop a two-phase droplet method, enabling sample injection with flexibly controlled volume; ii) develop a built-in membrane and a membrane-free strategy for the separation of electrolytes from protein sample mixtures required in iCIEF applications, and iii) develop a two-phase droplet method for continuous recovery of individual protein fractions with minimal dilution (high purity) and large volume. The proposed innovations will eliminate the need of gluing processes dramatically increasing cartridge production, and address the challenge of low volume and low purity of the recovered fraction of interest. The knowledge learned about active control of individual droplets will lay a foundation for AES to pursue future development in SCA as pico- to nano-liter droplets are ideal for isolation of single cells. The ultimate goal of this project is to help AES strongly penetrate into the pharmaceutical industry and also significantly expand its market into life science with emphasis on developing innovations and instruments for SCA.
毛细管电泳 (CE) 系统是生命科学行业的重要工具,特别是蛋白质分析。 Advanced Electrophoresis Solutions (AES) 是一家新兴的领先 CE 工具开发商,其旗舰产品 CEInfinite 使用成像检测毛细管等电聚焦 (iCIEF) 技术为蛋白质分离和定量提供可靠、高性能和高通量的检测。然而,该公司在满足不断增长的客户需求方面面临着严峻的挑战:i) 由于手动涂胶过程缓慢,墨盒生产率较低; ii) 由于使用单相压力驱动流(蛋白质样品与缓冲溶液混合)进行样品动员,导致样品条带扭曲和蛋白质组分稀释,导致回收的目标组分纯度低、体积小。未来三年,滑铁卢大学的研究人员将与 AES 合作开发解决上述问题的创新技术,并为 AES 在单细胞分析 (SCA) 领域的未来发展奠定基础,该领域具有巨大的潜力发现散装溶液环境中未见的生物机制。具体来说,我们将: i)开发两相液滴方法,实现样品注射量的灵活控制; ii) 开发一种内置膜和无膜策略,用于从 iCIEF 应用所需的蛋白质样品混合物中分离电解质,以及 iii) 开发一种两相液滴方法,以最小的稀释度(高浓度)连续回收单个蛋白质组分纯度)和大体积。所提出的创新将消除对胶合工艺的需求,从而显着提高卡盒产量,并解决所回收的感兴趣部分的低体积和低纯度的挑战。关于主动控制单个液滴的知识将为 AES 追求 SCA 的未来发展奠定基础,因为皮升到纳升的液滴是分离单细胞的理想选择。该项目的最终目标是帮助 AES 大力渗透到制药行业,并将其市场显着扩展到生命科学,重点是开发 SCA 创新和仪器。

项目成果

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  • 批准号:
    RGPIN-2018-04151
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 5.37万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Microfluidic Technologies
微流控技术
  • 批准号:
    CRC-2021-00057
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 5.37万
  • 项目类别:
    Canada Research Chairs
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    560618-2021
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    2021
  • 资助金额:
    $ 5.37万
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  • 批准号:
    RGPIN-2018-04151
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 5.37万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
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开发调制液滴微流体系统以实现稳健纳米材料合成的研究计划
  • 批准号:
    RGPIN-2018-04151
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 5.37万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Development of a droplet based microfluidic system for protein separation and fractionation
开发用于蛋白质分离和分级的基于液滴的微流体系统
  • 批准号:
    520804-2017
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 5.37万
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Development Grants
Research Program on Developing Modulated Droplet Microfluidic Systems Towards Robust Nanomaterial Synthesis
开发调制液滴微流体系统以实现稳健纳米材料合成的研究计划
  • 批准号:
    RGPIN-2018-04151
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 5.37万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
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    2019
  • 资助金额:
    $ 5.37万
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    533713-2018
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  • 资助金额:
    $ 5.37万
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Development of a droplet based microfluidic system for protein separation and fractionation
开发用于蛋白质分离和分级的基于液滴的微流体系统
  • 批准号:
    520804-2017
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 5.37万
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Development Grants

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