生物芯片的分类及其应用最新版 .ppt

《生物芯片的分类及其应用最新版 .ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、生物芯片分类及其应用主讲人：邵自星目录一、生物芯片的分类1、基因芯片2、蛋白质芯片3、芯片实验室二、生物芯片的应用1、基因表达分析2、基因型、基因突变和多态性分析3、疾病的诊断与治疗4、药物研究中的应用一、生物芯片的分类生物芯片概念：是指通过微加工和微电子技术在固相基质表面构建微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、核酸以及其他生物分子进行准确、快速、高通量筛选。生物芯片分为三大类：基因芯片、蛋白质芯片、芯片实验室，最近又出现了细胞芯片、组织芯片、糖芯片以及其他。基因芯片基因芯片又称DNA芯片、

2、DNA微阵列，是生物芯片技术中发展最成熟以及最先进入应用和实现商品化的技术。基因芯片的原理在一块基片表面固定了序列已知的八核苷酸的探针。当溶液中带有荧光标记的核酸序列TATGCAATCTAG，与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时，通过确定荧光强度最强的探针位置，获得一组序列完全互补的探针序列。据此可重组出靶核酸的序列。蛋白质芯片定义：高密度的蛋白质阵列，是蛋白质阵列的发展。在几平方厘米的面积中可以包含几万个不同的蛋白质点，可用于大规模的分析。蛋白质芯片原理蛋白芯片技术的研究对象是蛋白质，其原

3、理是对固相载体进行特殊的化学处理，再将已知的蛋白分子产物固定其上(如酶、抗原、抗体、受体、配体、细胞因子等)，根据这些生物分子的特性，捕获能与之特异性结合的待测蛋白(存在于血清、血浆、淋巴、间质液、尿液、渗出液、细胞溶解液、分泌液等)，经洗涤、纯化，再进行确认和生化分析；它为获得重要生命信息(如未知蛋白组分、序列。体内表达水平生物学功能、与其他分子的相互调控关系、药物筛选、药物靶位的选择等)提供有力的技术支持。芯片实验室芯片实验室（Lab-on-a-chip）或称微全分析系统（MicroTotalA

4、nalysisSystem，ormicroTAS）是指把生物和化学等领域中所涉及的样品制备、生物与化学反应、分离检测等基本操作单位集成或基本集成于一块几平方厘米的芯片上，用以完成不同的生物或化学反应过程，并对其产物进行分析的一种技术。二、生物芯片的应用生物芯片技术的出现和飞速发展引起国际上的广泛关注和重视。自从美国宣布正式启动生物芯片技术，随着世界各国也开始重视并加大对生物芯片的投入，以生物芯片为核心的相关生物技术产业正在全球崛起。以下主要讲述一下生物芯片在基因表达分析，基因型、基因突变和多态性分析

5、，疾病的诊断与治疗，药物研究中的应用。基因表达分析1、分析基因表达时空特征美国Stanford大学的V.R.Iyer等人，对成纤维细胞中与细胞增生和损伤修复有关的基因进行了分析。首先，他们用成纤维细胞中的8600个基因片断制成基因芯片的探针阵列，通过与mRNA反转录形成的cDNA的杂交反应，可以判断出该基因的活性。在试验中，成纤维细胞被置于无营养的环境中，使绝大部分基因的活性关闭，两天后，加入10%的血清，24小时内，分6个不同的时间点，观察基因的活化情况。试验结果表明，在所有被监测的基因中，约有5

6、00个基因最为活跃，而使细胞保持不分裂状态的基因活性被抑制。其中，最早被活化的是那些转录调控基因。在活化的基因中，有28个基因共同作用，控制细胞的增殖；8个与免疫反应的激活有关；19个与血管重建有关；另有许多基因，与血管新生密切相关。通过基因芯片绘出基因表达的时空图谱，有助于人类认识生命活动过程和特征。基因表达分析2、基因差异表达检测对差异表达的研究，可以推断基因与基因的相互关系，细胞分化中基因“开启”或“关闭”的机制；揭示基因与疾病的发生、发展、转归的内在联系。目前差异研究方法主要有表达序列标签（

7、ESTs）测序、差减克隆（subtractivecloning）、差异显示（differentialdisplay）、基因表达系列分析(serialanalysisofgeneexpression,SAGE)。cDNA微阵列杂交可监测大量mRNA的转录，快速地检测出极其微量的mRNA，同时监测成千上万的基因，是研究基因功能的重要手段之一。基因表达分析美国Stanford大学的DavidBotstein利用cDNA微阵列芯片，对乳腺癌细胞的基因表达进行了分析，发现其基因表达水平明显低于正常细胞。利用基

8、因芯片对表达进行分析，在一次试验中可以获取相当于在60余万次传统的Northern杂交中所获得的关于基因表达的信息。通过这种实验方法，可以建立一种全新的肿瘤分类学方法，即依据每个肿瘤细胞中的基因表达情况对肿瘤细胞进行分类。基因表达分析3、发现新基因定量检测大量基因表达水平在阐述基因功能、探索疾病原因及机理、发现可能的诊断及治疗靶等方面是很有价值的。如该技术在炎症性疾病类风湿性关节炎（RA）和炎症性肠病（IBD）的基因表达研究中，由RA或IBD组织制备探针，用Cy3和C