生物芯片技术讲解.ppt

Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics;免疫共沉淀（Co-IP）;Pull down assay;章节提要;定义：通过微加工和微电子技术，在固相基质表面集成了成千上万密集排列的分子微阵列，以实现对组织，细胞，核酸，蛋白质及其他生物分子进行有效、准确、高通量的检测。 ;种类：基因芯片、蛋白质芯片、组织芯片、液相芯片、缩微芯片实验室。 各类芯片的定义。 最终目标：把生物和化学等领域所涉及的样品制备，生化反应和检测分析的整个过程集成化，并缩微到一张芯片上自动完成，形成缩微芯片实验室。 ;章节提要;以结构与工作机制可分为微阵列芯片与微流体芯片 微阵列芯片：由生物材料微阵列构成的芯片，以分子间的亲和结合作为核心，以在固相载体表面固定一系列可寻址的识别分子阵列为结构特征，如碱基配对，抗原抗体结合，包括基因芯片，蛋白质芯片，组织芯片等。 ;微流体芯片：以微管道网络为结构特征，实现对各种生化组分的微流控操作和分析，包括毛细管电泳芯片，PCR反应芯片等 缩微芯片实验室优势：将样品制备、生化反应、检测等过程集成在一个系统中。它是未来芯片发展的主流方向之一，也是生物芯片发展的最终目标。;Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics;Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics;DNA Microarray 的原理;一、基因芯片的原理;芯片分类;分析步骤为： 生物芯片的制作、样品处理及标记、杂交或反应、杂交检测及数据处理等。 ;芯片技术发展的关键;载体的定义与种类;具有可以进行化学反应的活性基团，便于与生物分子进行偶联。 要有惰性与稳定性：惰性（非特异吸附和其他性能不干扰生物分子的动能）稳定性（能承受一定的压力与酸碱条件的变化） 良好的兼容性(便于制作其他类型的芯片);载体的表面处理;常见载体;处理载体的基本要求;Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics;合成cDNA探针的原则;寡核苷酸探针;点突变检测核苷酸探针;探针在载体表面的固定（一）;在硬质表面上直接合成寡核苷酸探针序列 原位光刻合成法、压电打印合成法，分子原位合成法。 技术瓶颈：高空间分辨率的模板点位技术、高合成效率的DNA化学合成技术 优点：标准化，规模化;Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics;Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics;图9-2基因芯片原位合成原理示意图 ;Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics;Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics;Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics;合成点样法分类;Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics;荧光标记的优点;三 样品与基因芯片的杂交;Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics;荧光显影法;;光纤DNA生物传感器微阵列;五、杂交结果的分析;Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics;基因功能研究;基因表达及调控的研究;基因突变和多态性的检测;DNA序列测定;基因组及基因研究;基因芯片应用于疾病诊断的优势 灵敏、准确、快速、简单、高通量（同时检测多种疾病） 应用： 感染性疾病诊断 出生缺陷检测 遗传性疾病的诊断 HLA配型检测 肿瘤诊断及分型 神经系统疾病检测 耐药性检测 ;感染性疾病诊断;由于病原微生物的不同亚型，不同的突变株会导致患者的发病程度，患者对药物的敏感程度等的差异，故对病原微生物的分型，可以帮助医生了解患者的病情，确定最佳治疗方案。 如HPV亚型123种，其中20种高危，提前诊断HPV感染，有利于防止宫颈癌变，降低死亡率。基因芯片上同时对21种不同类型的HPV诊断，3.5小时完成。;遗传性疾病的诊断;肿瘤诊断及分型;耐药性检测;基因芯片在药物研究中的应用 ;基因芯片存在的问题;产生原因： 蛋白质的表达与其上游的mRNA的表达未显示出直接关系。 蛋白质结构或构象的微小变化均能导致其活性与功能的改变 定义：是指固定于支持介质上的多肽或蛋白质构成的微阵列;第二节 蛋白质芯片;第二节 蛋白质芯片;Zheji