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抗体芯片技术应用及进展 报告人：李晓屿 Contents 抗体芯片背景介绍及定义 原理及技术环节 芯片的检测内容及应用领域 抗体芯片优缺点 抗体芯片实例 发展前景与展望 2 随着人类基因组计划的基本完成, 以功能基因组学和蛋白质组学为主要研究内容的后基因组时代到来了。 基因水平的研究只能在一定程度上反映基因表达产物的变化, 而真正发挥功能的蛋白质要经过转录后加工、翻译调控以及翻译后加工等许多步骤和调控才能形成。人们认识到基因仅仅是遗传信息的载体, 而生命活动的执行者是基因的表达产物蛋白质。为了揭示细胞内各种代谢过程与蛋白质之间的关系以及某些疾病发生的分子机理, 必须对蛋白质的功能进行深入的研究。因此, 对生命的复杂活动全面和深入的认识, 必然要在一定生理或病理条件下动态地对蛋白质进行研究。 微型化、集成化、高通量化的抗体芯片就是一个非常好的研究工具。 背 景 介 绍 3 抗体芯片的定义 蛋白质芯片, 又称蛋白质阵列或蛋白质微阵列，是指以蛋白质分子作为配基,将其有序地固定在固相载体的表面形成微阵列；用标记了荧光的蛋白质或其它分子与之作用，洗去未结合的成分，经荧光扫描等检测方式测定芯片上各点的荧光强度，来分析蛋白之间或蛋白与其它分子之间的相互作用关系。 抗体芯片（抗体微阵列）作为蛋白芯片的一种, 具有微型化、集成化、高通量的特点, 可以用于检测某一特定的生理或病理过程相关蛋白的表达丰度, 目前主要用于信号转导、蛋白质组学、肿瘤及其他疾病的相关研究。 4 原理及技术环节 原理：把能和不同抗原特异性结合的多种抗体高密度地固定到玻片或其他载体上,使待测样品通过芯片表面, 经过洗脱把非特异性结合的蛋白洗掉, 从而对特异性结合在上面的抗原进行检测。 抗体芯片的制备 技 术 环 节 样品的制备 生物分子反应 信号的检测及分析 5 抗体芯片的制备 样品的制备 生物分子反应 信号的检测及分析 将大量不同的抗体按特定顺序排列并固定在固体支持物上, 且保留其抗原结合能力, 制成抗体芯片膜, 芯片上每个抗体都是并列双点, 以增加结果的可靠性。 将组织、细胞或体液中样品进行特定的生物处理, 获取其中的蛋白质并加以标记, 以提高检测的灵敏度。 芯片膜与蛋白质样品一起孵育, 在孵育过程中根据抗体可特异识别和结合蛋白的特性, 芯片膜识别并捕捉抗原, 经过洗脱将未能与芯片上的抗体识别结合的成分洗去。 利用荧光扫描仪或激光共聚焦扫描技术测定芯片上各点的荧光强度, 通过荧光强度分析测定各种蛋白的表达。 6 7 8 9 操 作 流 程 10 11 抗体芯片的检测内容 蛋白表达谱：可检测一种样品的蛋白表达谱,也可检测两种不同样品间蛋白表达水平的相对差异,一次实验可比较出数百种蛋白表达水平的变化。 磷酸化水平改变：可从几百种已知蛋白中快速筛选磷酸化水平发生改变的蛋白。 蛋白质间相互作用：用于检测某一种蛋白与芯片上各种蛋白之间是否存在相互作用 12 抗体芯片的应用领域 疾病诊断 信号转导 蛋白质组学 与其他技术的 联合应用 药物学研究 13 抗体芯片在肿瘤研究中的应用 1、卵巢癌肿瘤标志物的检测 2、肝癌肿瘤标志物的检测 3、胰腺癌肿瘤标志物的检测 4、肺癌肿瘤标志物的检测 5、前列腺癌肿瘤标志物的筛选与鉴定 6、白血病CD抗原(免疫组型)的检测 14 抗体芯片在蛋白质组学中的应用 想对数以百万计的蛋白质进行分析，依靠以前的那种作坊式研究方法远远不能满足要求，必须发展一种快速高通量的蛋白质检测技术，由此蛋白质芯片也就应运而生了。 蛋白质组学研究主要有两条技术路线: 一、通过二维电泳及质谱分析 二、通过抗体芯片进行研究 尽管第一个抗体芯片用于诊断,但是抗体芯片的主要用途却是基础蛋白组学研究。蛋白组的研究焦点在于靶蛋白的鉴定和发现,蛋白质的功能分析,细胞表达谱的鉴定。 15 抗体芯片的优点 1、简单的阵列技术能够并行的检测数百种反应，应用蛋白质芯 片在各式各样的生物学研究中很有意义。 2、特异性高、亲和力强，灵敏性高、检测范围广、实用性强。 3、能够快速高通量定量分析大量的蛋白样品。 4、蛋白质芯片使用相对简单,结果正确率较高。 5、相对传统的酶标ELISA分析，蛋白质芯片采用光敏染料标记, 灵敏度高、准确性好。 6、蛋白质芯片的所需试剂少，产品化后价格低廉。 7、需要的样品体积小,在样品有限的情况下尤其重要。 16 抗体芯片的缺点 1、难以获得大量多样性的抗体分子。 2、保护抗体不变性是抗体芯片一个重要参数,在点样或者后 来与靶蛋白孵育的过程中