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1、·374·肿瘤防治研究2004年第31卷第6期生物芯片及其应用进展杜金伟综述,朱平审校关键词:生物芯片;微阵列;进展中图分类号:R394文献标识码:A文章编号:100028578(2004)06203742030引言DNA或RNA序列有更强的亲和性及特异性,杂交生物芯片是世纪之交发展起来的一项分子生物后更加稳定,并且PNA探针比DNA探针更容易接[2]学新技术。它是将生物分子有序地固化于支持物近靶序列。HenrikStender等采用荧光原位杂交(如硅片、玻片、聚丙烯酰胺凝胶、塑料、尼龙膜等)的(FISH)法,通过PNA探针检测、计数
2、大肠杆菌,与表面,形成高密度的点阵,与样品中的靶分子作用传统的方法相比,不但提高了灵敏度,而且更加快速后,对杂交或反应信号进行检测,从而对样品中的靶[3]便捷。值得特别提出的是,最近国内东南大学研分子进行定性或/和定量。该技术不仅可以显著提制出了双链DNA探针芯片:把3’端具有反向互补高实验室的工作效率,更重要的是,它可以同时对一序列的单链寡核苷酸点到玻片上“,退火”使反向互个生物体的多个基因甚至全部基因进行分析检测,补序列形成“发卡”结构,充当引物,最后经Klenow研究生物分子之间的相互作用。酶延伸形成完整的双链。该种芯片为序列特
3、异性DNA2蛋白质相互作用的研究提供了一种新的技术1生物芯片的种类平台。根据目前生物芯片的特点和发展趋势,可以将蛋白质芯片比基因芯片难于制作,且定位于载其分为四类,即基因芯片、蛋白质芯片、组织芯片和体表面的蛋白质分子易于改变空间构象而失去原有PCR芯片。把寡核苷酸、DNA或cDNA固定在芯片的生物活性。故而,目前研究热点集中在如何在保载体上,这样的芯片被称为基因芯片(GeneChip)。持蛋白质功能的前提下,将其固化于载体表面。R.蛋白质芯片上固定的探针分子为多肽或蛋白,包括Bashir小组[4]在硅片表面热氧化形成SiO2层,通过抗
4、原、抗体、受体、酶等。组织芯片采用了与基因芯射频溅射(radio2frequencysputtering)覆盖铂于SiO2片、蛋白质芯片完全不同的设计策略,它是针对在原层上,然后把硅片置于抗生物素蛋白(Avidin)反应位检测不同样本中同一个实验指标而设计。将几十液,缓冲液冲洗后,用生物素与芯片上的Avidin反到几百个小组织样本以规则的阵列方式包埋于同一应,证明Avidin仍保持生物活性。凝胶也是一种较蜡块后,进行切片制作而成。用生物芯片进行PCR[5]好的载体,Argonne实验室在玻片上刻出小方孔,扩增及相关检测,即在芯片上同时
5、进行大量的PCR向里面加入含丙烯酰胺的反应液,紫外光照射使丙反应,这就是PCR芯片。本研究室和北大微电子所烯酰胺聚合。最后向凝胶块中加入蛋白溶液,利用合作,用聚二甲基硅氧烷(PDMS)设计制作了一种戊二醛活化凝胶使其与蛋白连结。他们利用此类芯含有1064个微反应池的PCR基因芯片,Taqman和片进行了抗原抗体的检测和酶促反应动力学研究。SYBR荧光PCR反应均能够在PCR芯片上进[1]行。3生物芯片的检测目前,大多数生物芯片采用的是荧光检测。另2生物芯片的制作方法外,还有以质谱分析为基础的直接检测技术,如表面DNA微阵列的制作工艺已
6、经比较成熟,典型的增强激光离子化解析2飞行时间质谱技术(SELDI2有四种方法:光引导原位合成法,打印原位合成法,[6]TOF2MS)。Obeid报道了激光诱导荧光检测系统分子印章原位合成法,点样法。针对DNA的二级应用于连续流动DNA/RNA扩增芯片的检测,在反结构会导致失真的杂交结果(链内杂交问题),人们应中引入染料SYBRGreenI(SG1),荧光强度与研发出了通过使用肽核酸(PeptideNucleicAcids,DNA量呈线性关系。PNA)探针解决该问题的新方案。PNA与互补的同时,人们在积极建立其他的检测方法,如基于[7
7、][8]收稿日期:2004202217;修回日期:2004204214导电性变化的DNA阵列检测。GannettPM等作者单位:100034北京大学第一医院血液科研究了一种利用电子顺磁共振(EPR)的DNA阵列©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net肿瘤防治研究2004年第31卷第6期·375·检测方法,他们使用硝基氧自旋标记物,探讨了该方结合的特异DNA分子。法是否能够鉴别与芯片杂交的DN
8、A和溶液中的未组蛋白的甲基化和乙基化影响体内许多基因的[15]杂交的DNA,获得了肯定结果。活性,美国加州大学的研究人员把染色质免疫沉淀和DNA微阵列技术联合起来,设计了一种研究4生物芯片的应用组蛋白修饰的快速方法,可以
