生物芯片技术及其发展.ppt

抗体和蛋白质阵列技术PareickBrown使用特异性抗体微矩阵，测定了细胞和体液样本中数千种不同的蛋白质。添加标题01Leuking等采用蛋白质微阵列技术，测定了10pg的微量蛋白质，并证实假阳性极低。添加标题02蛋白质组学(protiomics)的兴起，促进了抗体和蛋白质阵列技术的发展。乳腺癌基因芯片Stanford乳腺癌微矩阵(Perouetal.1999)每种基因的数据以行表示，每个实验用列表示。添加标题颜色强度表示对照和实验cDNA的比率。比率相同时为1。添加标题结果为红色表示mRNA增加，绿色表示减少，灰白色表示缺乏。添加标题两种基因的相似性用Pearson相关公式或Euclidian测距公式计算。添加标题DNA微矩阵分析软组织肉瘤表达

KavineMaillardetal(1999)cDNAs进行DNA表达矩阵，PCR产物包被在经赖氨酸处理的玻片上，用Cys3-和Cys5-标记的cDNA进行杂交，洗涤后用Scanarray3000扫描仪测定矩阵，表达数据储存在ACeDB数据库中，根据数据表达类型区分不同的基因。生物芯片技术及其发展生物芯片的定义生物芯片（Biochip或Bioarray）是指包被在固相载体上的高密度DNA、抗原、抗体、细胞或组织的微点阵(microarray）。生物芯片包括DNA芯片、抗原芯片、抗体芯片、细胞芯片、组织芯片等。1998年世界十大科技突破之一。未来十年最具发展潜力的技术。特点高度并行性：提高实验进程、利于显示图谱的快速对照和阅读。多样性：可进行样品的多方面分析，提高精确性，减少误差。微型化：减少试剂用量和反应液体积，提高样品浓度和反应速率。自动化：降低成本，保证质量。生物芯片分类尚未统一。广义上：矩阵型芯片、处理型芯片固化材料：基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片、组织芯片单击此处可添加副标题1991Affymatrix公司StephenFodor:光刻与光化学技术、多肽和寡聚核苷酸微阵列。DNAChip概念Stanford大学Brown实验室：预先合成，机械手阵列1995Schena等：基因表达谱1996Cheeetal：DNA测序1996Croninetal：突变检测1996SapolsleyLipshutz：基因图克隆1996Shalonetal：复杂DNA样本分析1996Shoemakeretal：缺省突变定量表型分析研究历史分类（根据应用）疾病检测(如HIV、P53基因、结核杆菌)法医鉴定(如DNA指纹图谱)基因变异检测芯片肿瘤相关基因(正常与肿瘤组织表达差异)药物筛选(培养细胞药物刺激前后表达差异)发育(同一组织不同发育时期基因表达差异)组织发生(不同组织或器官的基因表达差异)表达谱芯片分类（根据工艺和载体）DNA微矩阵法：成本低，易操作，点样密度通常能满足需要。芯片的载体需表面紧质、光滑的固体，如硅，陶，玻璃等，DNA微矩阵芯片常用玻片为载体。原位合成法：密集程度高，可合成任意序列的寡聚核苷酸，但特异性较差，寡聚核苷酸合成长度有限，且随长度增加，合成错误率增高。成本较高，设计和制造较烦琐费时。分类（根据DNA成分）寡聚核苷酸或DNA片段：约20?25个核苷酸碱基，常用于基因类型的分析，如突变、正常变异（多态性）。添加标题01全部或部分cDNA：约500?5000个核苷酸碱基，通常用于两种或以上样本的相关基因表达分析。添加标题02基因芯片的种类ScienceChip：生物分析和诊断。NutriChip：食物分析、转基因、污染检测。LeukoChip：血液分析、病毒分析、HLA分析。AquaChip：水质分析。SecureChip：含DNA的物质鉴定。ChromoChip：基因分析和染色体序列。ProkaryoChip：原核生物、兽医、环保等。生物芯片技术主要环节芯片制备：微点阵样本制备：DNA提纯、扩增、标记杂交：样本与互补模板形成双链检测：共聚焦扫描，双色激光数据处理：定量软件，数据库检索，RNA印迹等。结果生物芯片分析测定过程应包括五个基本步骤：需解决的生物学问题样本制备生物化学反应检测数据分析生物学系统控制必须精确地与检测目的相匹配。01生物学样本必须精确地与生物学种类相匹配。02所有基因分析必须平行处理。03基因分析技术必须适合微型化和自动化。04平行格式必须精确的依据生物学样本的次序。05检测系统必须能精确地获得数据。06检测系统获得的数据必须能被精确地控制和重复。07两种或以