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1、第十章 生物芯片技術(shù),大連醫(yī)科大學(xué) 趙春艷,,第十章 生物芯片技術(shù),生物芯片（biochip）的概念 指采用光導(dǎo)原位合成或微量點(diǎn)樣等方法，將大量生物大分子如核酸片段、多肽分子甚至組織切片、細(xì)胞等生物樣品有序地固化于支持物的表面，組成密集二維分子排列，然后與已標(biāo)記的待測(cè)生物樣品中的靶分子雜交，通過(guò)特定的儀器對(duì)雜交信號(hào)的強(qiáng)度進(jìn)行快速、并行、高效地檢測(cè)分析，從而判斷樣品中靶分子的數(shù)量。,,,,第十章 生物芯片技術(shù),生物芯片的主要特點(diǎn)： 高通量、微型化和自動(dòng)化 生物芯片的分類(lèi)： 基因芯片、蛋白質(zhì)芯片和芯片實(shí)驗(yàn)室,,,,第十章 生物芯片技術(shù),1.基因芯片（Genechip） 又稱DNA芯片,是

2、根據(jù)核酸雜交的原理，將大 量探針?lè)肿庸潭ㄓ谥С治锷?，然后與標(biāo)記的樣品 進(jìn)行雜交，通過(guò)檢測(cè)雜交信號(hào)的強(qiáng)度及分布來(lái)進(jìn) 行分析 。,,,,第十章 生物芯片技術(shù),2. 蛋白質(zhì)芯片(proteinchip) 利用抗體與抗原特異性結(jié)合即免疫反應(yīng)的原 理，將蛋白質(zhì)分子（抗原或抗體）結(jié)合到固相支 持物上，形成蛋白質(zhì)微陣列，即蛋白質(zhì)芯片 。,,,,第十章 生物芯片技術(shù),3.芯片實(shí)驗(yàn)室(labs-on-chip) 高度集成化的集樣品制備、基因擴(kuò)增、核酸標(biāo)記及檢測(cè)為一體的便攜式生物分析系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)生化分析全過(guò)程集成在一片芯片上完成，從而使生物分析過(guò)程自動(dòng)化、連續(xù)化和微縮化 芯片實(shí)驗(yàn)室是生物芯片技術(shù)發(fā)展的最終目標(biāo)

3、,,,,第十章 生物芯片技術(shù),第二節(jié) 蛋白質(zhì)芯片,第一節(jié) DNA芯片,,,,第一節(jié) DNA芯片,,,,第一節(jié) DNA芯片,DNA芯片技術(shù)包括四個(gè)主要步驟 芯片的設(shè)計(jì)與制備 樣品制備 雜交反應(yīng)和信號(hào)檢測(cè) 結(jié)果分析,,,,,第一節(jié) DNA芯片,,,,第一節(jié) DNA芯片,二、樣品的制備,三、雜交與結(jié)果分析,四、基因芯片技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用,,,,一、芯片制備,一、芯片制備,基因芯片制備主要包括兩個(gè)方面 探針的設(shè)計(jì)： 根據(jù)應(yīng)用目的不同，設(shè)計(jì)不同的固定于芯片上的探針 探針在芯片上的布局： 選擇合適的方式將探針排布在芯片上,,,,一、芯片制備,（二）DNA芯片的制備,,,,（一）探針的設(shè)計(jì),（一）探針的設(shè)

4、計(jì),1.表達(dá)型芯片探針的設(shè)計(jì) 不需要知道待測(cè)樣品中靶基因的精確序列的特異性應(yīng)放在首要位置 2.單核苷酸多態(tài)性檢測(cè)芯片探針的設(shè)計(jì) 等長(zhǎng)移位設(shè)計(jì)法 3.特定突變位點(diǎn)探針的設(shè)計(jì) 疊瓦式策略,一、芯片制備,,,,一、芯片制備,,圖102,,,,,（二）DNA芯片的制備,1.載體選擇與預(yù)處理 2.基因芯片制備 （1）原位合成（in situ synthesis） 光導(dǎo)原位合成法 原位噴印合成 分子印章多次壓印合成 （2）點(diǎn)樣法,一、芯片制備,,,,一、芯片制備,圖103,,,,,二、樣品的制備,樣品的制備過(guò)程包括： 核酸分子的純化 擴(kuò)增 標(biāo)記,,,,三、雜交與結(jié)果分析,（一）雜交反應(yīng)：

5、與傳統(tǒng)的雜交方法類(lèi)似 （二）雜交信號(hào)的檢測(cè)：最常用熒光法 （三）數(shù)據(jù)分析：芯片雜交圖譜的處理與存儲(chǔ)由專(zhuān) 門(mén)設(shè)計(jì)的軟件來(lái)完成,,,,四、基因芯片技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用,1.基因表達(dá)分析 2.基因型、基因突變和多態(tài)性分析 3.疾病診斷：遺傳性、感染性、腫瘤 4.藥物篩選 5.指導(dǎo)用藥及治療方案 6.預(yù)防醫(yī)學(xué),,,,,,,四、基因芯片技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用,第二節(jié) 蛋白質(zhì)芯片,,,,第二節(jié) 蛋白質(zhì)芯片,蛋白質(zhì)芯片（protein chip） 又稱蛋白質(zhì)微陣列，是指以蛋白質(zhì)或多肽作為配基,將其有序地固定在固相載體的表面形成微陣列；用標(biāo)記熒光的蛋白質(zhì)或其它分子與之作用，洗去未結(jié)合的成分，經(jīng)熒光掃描等檢測(cè)方式測(cè)

6、定芯片上各點(diǎn)的熒光強(qiáng)度，來(lái)分析蛋白質(zhì)之間或蛋白質(zhì)與其它分子之間的相互作用關(guān)系。,,,,第二節(jié) 蛋白質(zhì)芯片,根據(jù)制作方法和應(yīng)用的不同，蛋白質(zhì)芯片分為兩種: 蛋白質(zhì)功能芯片 細(xì)胞中的每一種蛋白質(zhì)占據(jù)芯片上一個(gè)確定的 點(diǎn)，主要是高度平行地檢測(cè)天然蛋白質(zhì)活性 。 蛋白質(zhì)檢測(cè)芯片 將能夠識(shí)別復(fù)雜生物溶液（如細(xì)胞提取液）中 靶多肽的高度特異性配體進(jìn)行點(diǎn)陣，這種芯片 能夠高度并行的檢測(cè)生物樣品中的蛋白質(zhì) 。,,,,,,,,第二節(jié) 蛋白質(zhì)芯片,第二節(jié) 蛋白質(zhì)芯片,蛋白質(zhì)芯片技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 1.特異性抗原抗體的檢測(cè) 2.生化反應(yīng)的檢測(cè) 3.疾病診斷 4.疾病分子機(jī)制的研究 5.藥物篩選及新藥的研制開(kāi)發(fā),,,