《生物芯片》PPT课件

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1、第五章基因芯片技术生物芯片生物芯片技术是一种高通量检测技术。通常我们所说的生物芯片是将含不同生物信息的生物分子集成到一块芯片上,用以同时分析多种生物分子的信息。由于常用玻片/硅片作为固相支持物，且在制备过程模拟计算机芯片的制备技术，所以称之为生物芯片技术。生物芯片（biochip）采用原位合成或微量点样等方法，将大量生物大分子比如核酸片段、多肽等等生物样品有序地固化于支持物（如玻片、硅片、聚丙烯酰胺凝胶、尼龙膜等载体）的表面，组成密集二维分子排列，然后与已标记的待测生物样品中靶分子杂交，通过特定的仪器比如激光共聚焦扫描或电荷偶联摄影像机（CCD）对

2、杂交信号的强度进行快速、并行、高效地检测分析，从而判断样品中靶分子的数量。人类染色体人有多少基因?Fruitfly:13,000genesHuman:28,000genes.Thesurprisinglysmallnumberofgenesinthehumangenome(~100,000expected;<30,000identified)wasamajorsurprisefromtheproject.HumanBeingsare99.99%thesameMillionsofdifferencesbetweenofus这二人的基因有什么不一样?先

3、天愚型也称21三体综合征(47XX+21)或Down综合征（唐氏综合征），属常染色体畸变遗传病蓝肤症：蓝色的人，整个十九世纪60年代，一个庞大的“蓝人”家族居住在肯德基州山上，紧挨着克里克联盟的印第安人。Anenzymecalled“NADHdiaphorase,”(辅酶Ⅰ脱氢酶)。Thisenzymerepairshemoglobinthathasbeendamagedbyoxidization.Humansinwhomthisgeneisdefectivecannotmaketheenzyme,andaccumulatedamagedhemog

4、lobin,whichisblue.Asaresult,theirskinappearsblue.什么使他们俩不一样什么使他成这样1、基因芯片(Genechip)又称DNA芯片(DNAChip)。将寡核苷酸分子固定于支持物上，然后与标记的样品进行杂交，通过检测杂交信号的强弱进而判断样品中靶分子的数量DNAMicroarry原理:DNA杂交碱基互补杂交是根据碱基互补的原理。探针分子固定于支持物上固定于支持物上的探针,与标记的样品进行杂交利用基因探针到基因混合物中识别特定基因。固定于支持物上的探针,与标记样品的碱基不互补则探针与样品不能进行杂交通过检测

5、杂交信号的强度及分布来进行分析从而得到基因的表达水平正常高表达低表达通过检测杂交信号的强弱进而判断样品中靶分子的数量。DNAmicroarry的优缺点优点:高效率:同时检测成千的基因敏感性高方法不复杂缺点:只能应用于DNA和RNA的研究（不能直接检测蛋白质）假阳性优点2、蛋白质芯片蛋白芯片是指将大量蛋白质分子(蛋白质组)按预先设置的排列固定于一种载体表面行成微阵列，然后与要检测的组织或细胞等进行“杂交”，再通过自动化仪器分析得出结果。这里所指的“杂交”是指蛋白与蛋白之间如(抗体与抗原)在空间构象上能特异性的相互识别。蛋白质组(proteome)是指

6、一个基因，一个细胞或组织所表达的全部蛋白质成分。蛋白质组学研究的是在不同时间和空间发挥功能的特定蛋白质群体，从而揭示和说明生命活动的基本规律。生物活性的蛋白质的产生生物活性的蛋白质加工、修饰基因的转录表达蛋白质前体2蛋白质芯片的特点:①蛋白质芯片是一种高通量的研究方法，能在一次实验中提供相当大的信息量，使我们能够全面、准确的研究蛋白表达谱。②蛋白质组芯片的灵敏度高，它可以检测出蛋白样品中微量蛋白的存在，  检测水平已达ng级。③蛋白质芯片具有高度的准确性。蛋白质芯片的优缺点优点:高效率:同时检测成千个蛋白敏感性高缺点:制作复杂,成本较高现行没有令人

7、满意蛋白质表达系统生物芯片技术：芯片方阵的构建样品的制备生物分子反应信号的检测1、芯片制备目前制备芯片主要以玻璃片或硅片为载体，采用原位合成和微矩阵的方法将寡核苷酸片段或cDNA作为探针按顺序排列在载体上。2、样品制备生物样品往往是复杂的生物分子混合体，除少数特殊样品外，一般不能直接与芯片反应，有时样品的量很小。所以，必须将样品进行提取、扩增，获取其中的蛋白质或DNA、RNA，然后用荧光标记，以提高检测的灵敏度和使用者的安全性。3、杂交反应杂交反应是荧光标记的样品与芯片上的探针进行的反应产生一系列信息的过程。选择合适的反应条件能使生物分子间反应处于

8、最佳状况中，减少生物分子之间的错配率。4、信号检测和结果分析杂交反应后的芯片上各个反应点的荧光位置、荧光强弱经过芯片扫描仪