第十一章 生物芯片技术1.ppt

生物芯片研究所需的一些关键仪器 1、芯片的制作 2、样品的准备 3、生化反应 4、检测分析 科研方面的应用 表达谱分析 单核苷酸多态性（SNP）分析 比较基因组杂交（CGH）分析 染色质免疫共沉淀-芯片技术（Chip-ChIP ）分析 临床相关应用 传染性疾病的检测（有无和耐药性检测） 遗传性疾病的检测 六、基因芯片的应用 1、基因功能研究： 应用基因芯片可以开展DNA测序、基因表达检测、基因突变性、基因功能研究、寻找新基因、单核苷酸多态性（SNP）测定等研究。 与传统的杂交或点杂交方法相比，基因芯片技术具有大规模平行处理的能力。 基因芯片的测序原理是杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法。 （1）DNA测序 （2）基因突变检测 CGAAACGAGTCAAAAGTCC TTTGCTCAGTTTTCA TTTGCTCCGTTTTCA TTTGCTCGGTTTTCA TTTGCTCTGTTTTCA TTGCTCACTTTTCAG TTGCTCAATTTTCAG TTGCTCATTTTTCAG TTGCTCAGTTTTCAG TTTGCTCCGTTTTCA TTTGCTCYGTTTTCA T G C A T G C A 3、药物研发 1）药物筛选 2）合理用药 3）中草药鉴定 芯片技术具有高通量、大规模、平行性等特点可以进行新药的筛选。 尤其对我国传统的中药有效成分进行筛选。目前，国外几乎所有的主要制药公司都不同程度地采用了基因芯片技术来寻找药物靶标，查检药物的毒性或副作用，用芯片作大规模的筛选研究可以省略大量的动物试验，缩短药物筛选所用时间。 3、 用于疾病诊断 基因芯片在感染性疾病、遗传性疾病和肿瘤等疾病的临床 诊断方面具有独特的优势。 与传统检测方法相比，它可以在一张芯片同时对多个病人进行多种疾病的检测； 无需机体免疫应答反应，能及早诊断，待测样品用量小； 能检测病原微生物的耐药性，病原微生物的亚型； 极高的灵敏度和可靠性； 检测成本低，自动化程度高，利于大规模推广应用。 * * 第十一章 生物芯片技术 医学检验系 李林梅 第一节 生物芯片概述 历史沿革 基本原理 基本分类 制作方法 应用举例 未来趋势 一、生物芯片的历史 二、原 理 采用类似集成电路制造中的微加 工技术，将生命科学研究中的若干不 连续过程（如样品制备、生化反应、 检测和分析步骤）集成到一块几平方 厘米大小的芯片上，并使这些分散的 过程连续化与微型化，以此来实现对 大量生物样品中各数据的快速、自动 和并行处理。 三、生物芯片分类 生物芯片 芯片实验室 基因芯片 微阵列芯片 （信息生物芯片） 微流控芯片 （功能生物芯片） 微流体芯片 蛋白芯片 组织芯片 超高通量 平行分析 快速简便 节省样品 四、生物芯片的特点 基因芯片 蛋白质芯片 芯片实验室 第二节 基因芯片（Gene Chip） 一、定义: 是指将大量特定的探针，有规 律地紧密排列固定于单位面积的 支持物上，然后与标记的待测核 酸样品进行杂交，通过检测杂交 信号的强弱而对待测核酸分子进 行定性、定量分析的技术。又称 DNA微阵列（DNA microarray或 DNA芯片。 二、基因芯片类型： （一）按芯片制备方法分类： 基因芯片 原位合成芯片 （synthetic genechip） DNA微阵列芯片 （DNA microarray） （二）按探针分类： 基因芯片 寡核苷酸阵列（芯片） DNA阵列 基因芯片 cDNA芯片 RNA芯片 三、基因芯片技术基本流程： 芯片制备 样品的制备 显微光蚀刻 压电打印 分子打印 原位合成芯片 探针设计与制备 支持物预处理 探针打印 探针固化 DNA微集阵列 样品核酸的 提取与纯化 扩增与标记 标记样品 的纯化 杂交及杂交后清洗 扫描与分析 四、芯片的制作 方法：原位合成和预合成后点样 类型：（一）原位合成芯片 （二）DNA微集阵列芯片 1、1991年，Affymatrix公司福德（Fodor）组织半导体专家和分子生物学专家共同研制出利用光蚀刻光导合成多肽； 2、1992年，运用半导体照相平板技术，对原位合成制备的DNA芯片作了首次报道，这是世界上第一块基因芯片； 3、1993年，合成了寡核苷酸(Olig)芯片; 4、1994年，利用寡核苷酸(Olig)芯片进行DNA测序； 5、1996年，合成了第一块商业芯片。 （一）原位合成芯片 高密度oligo芯片原位合成－Affymetri