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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,ppt课件,*,基因芯片,(Gene chip),1,ppt课件,基 因 芯 片 概 况,概 念,产 生 及 发 展,类 别,原 理,应 用,发 展 与 展 望,2,ppt课件,定义,将大量,靶基因片段,有序地、高密度地（一般大于,400,点,/,平方厘米,),排列在玻璃、硅等,载体,上，称之为基因芯片，,也称为,基因微矩阵,(,microarray,),。,3,ppt课件,样品核酸分子可以用同位素法、化学荧光法、酶标法标记，与固定在载体上的,DNA阵列中的点同时杂交,，用激光或,CCD摄像头扫描仪读取数据，,计算机图像处理系统进行数据分析，以达到其准确、快速、高效和高通量地分析生物基因信息的目的。,4,ppt课件,基因芯片的产生背景,传统技术的不断改进,基因信息分析规模不断扩大,-,人类基因组计划的需求,（,Human Genome Program),-,后基因组时代的需求,5,ppt课件,多点,Dot blot,Southern blot,Northern blot,Dot blot,基因芯片,6,ppt课件,1992,年世界第一块原位合成基因芯片在美国,Affymetrix,诞生,1995,年世界第一块微矩阵基因芯片在,Stanford,大学实验室诞生,-,Science.1995,270:467-470,基因芯片的历史,八十年代末期俄美科学家提出杂交法测序,7,ppt课件,基因芯片的制备方法,原位合成的寡核苷酸点阵,微量点样的寡核苷酸点阵或,cDNA,点阵,微流路生物分析仪,(,lab-on-chip),其他：电子芯片、三维芯片,8,ppt课件,芯片常用制备方法的比较,原位合成,高密度（可达,40,万点,/1.6,平方厘米）,25,bp,DNA,测序分析，寻找点突变,微量点样（针点、喷墨,较高密度（可达,10,万点,/6.5,平方厘米）,5005000,bp,DNA,、抗体抗原、受体药物等,对比分析,9,ppt课件,基因芯片技术流程,制备方法及点样仪器,探针的制备：,标记,方法,杂交：,杂交液、杂交温度、,洗涤条件的选择,扫描仪,:,激光,CCD,分析软件的开发,基因芯片的制备,杂交,检测,数据分析,10,ppt课件,一、制备基因芯片,1,、靶基因的获得,细胞或组织,mRNA,cDNA,文库PCR扩增各种基因序列,2、芯片基质的选择及活化,载玻片表面涂氨基硅烷或多聚赖氨酸,3、点样仪点样,11,ppt课件,二、制备样本核酸探针,1,、样本总,RNA的抽提：异硫氰酸胍,2、,mRNA,的分离与纯化：,oligo,dT,3、反转录并标记,随机引物法逆转录,标记物：同位素、荧光染料,(cy3-,绿色,/,cy5红色,),、化学发光,12,ppt课件,三、杂交实验条件,杂交,杂交体积,(,使核酸浓度增加,10,万倍）玻片,:2-200,l,滤膜：,5-50,ml,杂交液和杂交液的组份,杂交温度、时间,洗涤,洗涤液的组成,洗涤的温度、时间,13,ppt课件,四、杂交信号的检测,1,、激光共聚焦扫描,光源：特定波长的光,激发面积：,100,m,2,ScanArray,3000,2,、,CCD,成像术,光源：连续波长的光（如弧光灯）,激发面积：同时激发多个,1,cm,2,14,ppt课件,五、芯片数据的处理和分析,图像的处理,数据的获取、存储与显示,芯片数据统一化,芯片数据的统计学分析,芯片数据的生物学分析,15,ppt课件,基因芯片,芯片测序,药物研究,基因图绘制,农林业,表达分析,突变检测,军事、司法,疾病诊断,.,.,.,.,基因芯片技术的应用,16,ppt课件,一、芯片测序,1,，未知序列的,DNA,与大量的寡核苷酸集合的杂交,2,，完整的双链体的寡聚物的鉴定与分析,3,，重建,DNA序列,一百万个12核苷酸的点阵可测定1000个碱基的序列,二、突变检测,17,ppt课件,三、基因图谱绘制,已知序列的基因多态性的探测及基因全序列的测定,四、大规模基因表达平行性分析,测定和识别细胞谱系和组织间有差异表达的基因，以及某项干预前后同一细胞差异表达的基因。,18,ppt课件,四、药物筛选,西药,中药,功能食品,筛选药物作用的靶标,筛选药物的有效成份,筛选药物的毒副作用及致畸致突变作用,19,ppt课件,五、临床实验室诊断,(1),高度的灵敏性和准确性,(2),快速简便,(3),可同时检测多种疾病,(4),自动化程度高,(5),便于数据综合性分析,20,ppt课件,六、微生物菌种鉴定及致病机制研究,致病微生物毒力基因、抗药基因、致病因子的筛选检测,研究感染微生物基因组，进行菌种鉴定,监测受感染宿主基因表达改变，研究致病微生物致病机制,了解药物对微生物基因表达的影响，研究药物作用机制,21,ppt课件,七、生物芯片在农林业中的应用,（,1,）农业：,高产、适应能力强种株的选育,（,2,）林业：,抗病虫害、经济价值高林木的选育,22,ppt课件,八、军事、司法方面,（,1,）开发生物战病原体检测系统,（,2,）研制生物战保护剂,（,3,）血型及亲子鉴定,（,4,）,DNA,指纹分析,23,ppt课件,小结,基因芯片是近年分子生物学研究的热点,应用前景广泛,目前国内刚刚起步,亟待开发分类基因芯片以满足不同研究需要,芯片制备专业化程度高，基因芯片成本高，检测设备较贵，限制了临床大规模使用,完善与基因芯片分析有关的计算机应用软件,24,ppt课件,
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