生物芯片技术

第十三章生物芯片技术第一节生物芯片的分类和原理第二节基因芯片第三节蛋白质芯片第四节生物芯片在医学中的应用[要点]•掌握生物芯片的概念•掌握基因芯片的概念•掌握蛋白质芯片的概念•了解生物芯片在临床应用中的发展趋势[KEYPOINT]•Mastertheconceptofbiochip.•Mastertheconceptofgenechip.•Mastertheconceptofproteinchip.•Knowthefuturetrendsofbiochipintheclinics.第一节生物芯片的分类和原理•原理利用特异性的分子间相互作用，将待检测样品标记后与生物芯片反应，得到信号值。信号值代表了结合在探针上的待测样本中的特定大分子的信息。•分类1.根据芯片上交联固定的识别分子分类。（见图13-1）2.根据生物芯片的结构特征及分析过程分类。（见图13-2，13-3）3.根据芯片的功能分类。4.根据芯片的用途分类。图13-1cDNA芯片图像图13-2ABO血型基因芯片分型结果图13-3基因分型芯片第二节基因芯片•原理基因芯片技术是建立在基因探针和杂交测序技术上的一种高效、快速的核酸序列分析手段。它将大量探针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度及分布来进行分析。在一块1cm2大小的基因芯片上，根据需要可固定数以千计甚至万计的基因，以此形成一个密集的基因方阵，实现对千万个基因的同步检测。•基因芯片技术基因芯片技术主要包括四个主要步骤：芯片制备、样品制备、杂交反应和信号检测以及结果分析(图13-4)。图13-4基因芯片技术主要步骤第三节蛋白质芯片•概念采用原位合成、机械点样或共价结合的方法将多肽、蛋白、酶、抗原、抗体固定于硅片、玻璃片、塑料片、凝胶、尼龙膜等固相介质上形成的生物分子点阵。（见图13-5）•蛋白质芯片的主要特征•蛋白质芯片的分类•蛋白质芯片的检测流程(见图13-6)图13-5蛋白质芯片图13-6蛋白质芯片检测流程第四节生物芯片在医学中的应用（一）健康检查（图13-7）（二）基因多态性分析(图13-8)（三）序列测定（四）微生物菌种鉴定，致病机理及抗药性分析（五）发现新的疾病标志物作为临床诊断的指标（六）筛选药物靶，发现新药物，研究药理学图13-7微阵列技术用于卫生保健图13-8SNPs检测芯片发展趋势•发展趋势：①能耗低，物耗少，污染小。②更可靠，更廉价，更快捷。③安全性更高。④从研究到生产无需费时费力的中试放大过程。存在的问题•急需解决的问题：①生物芯片的重复利用。②生物芯片的多重用途。③统一的行业标准。④定量分析。⑤降低检测生物芯片的仪器的价格。