基因芯片的分类与应用

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,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,*,*,*,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,*,*,*,*,*,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,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,*,*,*,基因芯片,(Gene Chip),定义,基因芯片,又称DNA芯片（DNAChip,）,）或生物,芯,芯片(Biological chip),是,是指将,大,大量探针,分,分子固定,于,于支持物,上,上，然后,与,与标记的,样,样品进行,杂,杂交，通,过,过检测杂,交,交信号的,强,强度及分,布,布进而对,靶,靶分子的,序,序列和数,量,量进行分,析,析。,基本构造,1.支持,物,物：如玻,片,片、硅片,、,、NC膜,、,、Nylon膜,2.探针,：,：高密度,的,的探针序,列,列按照一,定,定的次序,固,固定在支,持,持物上，,每,每个位点,的,的序列是,已,已知的,外观,探针,支持物,剖面图,平面局部,放,放大,基因芯片,技,技术流程,探针的设,计,计与制备,支持物的,类,类型与预,处,处理,芯片的制,作,作,点样后处,理,理,样品的准,备,备,杂交与杂,交,交后清洗,检测分析,基本过程,用生物素,标,标记并经,扩,扩增（也,可,可使用其,它,它放大技,术,术）的靶,序,序列或样,品,品然后再,与,与芯片上,的,的大量探,针,针进行杂,交,交,用链霉亲,和,和素(streptavidin),偶,偶联的荧,光,光素（常,用,用的荧光,素,素还有lassamine,和,和phycoerythrin）,进,进行显色,图象的采,集,集用落射,荧,荧光显微,镜,镜(epifluorescence microscope)、激光,共,共聚焦显,微,微镜或其,它,它荧光显,微,微装置对,片,片基扫描,由计算机,收,收集荧光,信,信号，并,对,对每个点,的,的荧光强,度,度数字化,后,后进行分,析,析。,基因芯片,的,的分类,基因芯片,有,有不同的,分,分类方法,：,：,按其,片,片基不同,可,可分为无,机,机片基芯,片,片和有机,合,合成片基,芯,芯片；,按其,应,应用不同,，,，可分为,表,表达谱芯,片,片、诊断,芯,芯片、检,测,测芯片；,按其结,构,构不同可,分,分为DNA 阵列,和,和寡核苷,酸,酸芯片；,按其,制,制备方法,不,不同可分,为,为原位合,成,成芯片和,合,合成后交,联,联芯片(,合,合成后点,样,样芯片),。,。,制作方法,光刻DNA合成法,点接触法,喷墨法,光刻DNA合成法,寡聚核苷,酸,酸原位光,刻,刻合成技,术,术是由Affymetrix公司开,发,发的，采,用,用的技术,原,原理是在,合,合成碱基,单,单体的5,羟基末,端,端连上一,个,个光敏保,护,护基。,合成的第,一,一步是利,用,用光照射,使,使羟基端,脱,脱保护，,然,然后一个5端保,护,护的核苷,酸,酸单体连,接,接上去，,这,这个过程,反,反复进行,直,直至合成,完,完毕。使,用,用多种掩,盖,盖物能以,更,更少的合,成,成步骤生,产,产出高密,度,度的阵列,，,，在合成,循,循环中探,针,针数目呈,指,指数增长,。,。,优点：,合,合成效率,高,高，点阵,密,密度高，,实,实现标准,化,化和批量,化,化大规模,生,生产,缺点：,设,设备昂贵,，,，技术复,杂,杂，反应,产,产率低,点接触法(点膜法),点样法是,将,将合成好,的,的探针、cDNA,或,或基因组DNA通,过,过特定的,高,高速点样,机,机器人直,接,接点在芯,片,片上。采,用,用的机器,人,人有一套,计,计算机控,制,制三维移,动,动装置；,多,多个打印/喷印针,的,的打印/,喷,喷印头；,一,一个减震,底,底座，上,面,面可放内,盛,盛探针的,多,多孔板和,多,多个芯片,。,。根据需,要,要还可以,有,有温度和,湿,湿度控制,装,装置；针,洗,洗涤装置,。,。打印/,喷,喷印针将,探,探针从多,孔,孔板取出,直,直接打印,或,或喷印于,芯,芯片上。,直,直接打印,时,时针头与,芯,芯片接触,，,，而在喷,印,印时针头,与,与芯片保,持,持一定距,离,离。,优点：设,备,备廉价，,技,技术简便,，,，研制周,期,期短，灵,活,活性高,缺点：点,阵,阵密度低,喷墨法,芯片原位,喷,喷印合成,原,原理与喷,墨,墨打印类,似,似，不过,芯,芯片喷印,头,头和墨盒,有,有多个，,墨,墨盒中装,的,的是四种,碱,碱基等液,体,体而不是,碳,碳粉。喷,印,印头可在,整,整个芯片,上,上移动并,根,根据芯片,上,上不同位,点,点探针的,序,序列需要,将,将特定的,碱,碱基喷印,在,在芯片上,特,特定位置,。,。该技术,采,采用的化,学,学原理与,传,传统的DNA固相,合,合成一致,，,，因此不,需,需要特殊,制,制备的化,学,学试剂。,三,种,种,制,制,作,作,芯,芯,片,片,方,方,法,法,的,的,示,示,意,意,图,图,normal,cancer,DNA,DNA,GENERALSCANNING,-ScanArraySystem,检,测,测,分,分,析,析,芯,片,片,技,技,术,术,的,的,应,应,用,用,1.DNA,序,序,列,列,测,测,定,定,基,因,因,芯,芯,片,片,不,不,仅,仅,可,可,对,对,大,大,量,量,基,基,因,因,或,或,序,序,列,列,同,同,时,时,、,、,快,快,速,速,进,进,行,行,定,定,性,性,、,、,定,定,量,量,分,分,析,析,，,，,而,而,且,且,作,作,为,为,一,一,种,种,极,极,有,有,发,发,展,展,前,前,途,途,的,的,测,测,序,序,策,策,略,略,也,也,倍,倍,受,受,人,人,们,们,的,的,重,重,视,视,。,。,2.,蛋,蛋,白,白,质,质,芯,芯,片,片,基,因,因,组,组,计,计,划,划,后,后,的,的,另,另,一,一,项,项,重,重,要,要,计,计,划,划,：,：,蛋,蛋,白,白,组,组,计,计,划,划,；,；,正,常,常,与,与,癌,癌,变,变,细,细,胞,胞,蛋,蛋,白,白,谱,谱,的,的,差,差,异,异,分,分,析,析,。,。,3.,基,基,因,因,突,突,变,变,检,检,测,测,与,与,遗,遗,传,传,病,病,和,和,肿,肿,瘤,瘤,诊,诊,断,断,点,突,突,变,变,，,，,基,基,因,因,缺,缺,失,失,、,、,扩,扩,增,增,、,、,插,插,入,入,、,、,重,重,复,复,、,、,倒,倒,位,位,等,等,。,。,4.,药,药,物,物,筛,筛,选,选,在,基,基,因,因,水,水,平,平,上,上,寻,寻,找,找,药,药,物,物,靶,靶,标,标,，,，,毒,毒,性,性,对,对,基,基,因,因,的,的,影,影,响,响,。,。,5.,微,微,型,型,化,化,分,分,析,析,仪,仪,器,器,快,速,速,、,、,平,平,行,行,、,、,重,重,复,复,性,性,检,检,测,测,。,。,展,望,望,尽,管,管,基,基,因,因,芯,芯,片,片,技,技,术,术,已,已,经,经,在,在,一,一,些,些,科,科,学,学,研,研,究,究,和,和,医,医,学,学,临,床,床,实,实,践,践,中,中,得,得,到,到,了,了,一,一,些,些,应,应,用,用,，,，,但,但,是,是,在,在,一,一,些,些,领,领,域,域,尤,尤,其,其,在,兽,兽,医,医,领,领,域,域,中,中,基,基,因,因,芯,芯,片,片,技,技,术,术,还,还,尚,尚,处,处,于,于,初,初,步,步,的,的,探,探,索,索,发,发,展,阶,阶,段,段,，,，,在,在,基,基,因,因,治,治,疗,疗,和,和,基,基,因,因,疫,疫,苗,苗,的,的,研,研,制,制,等,等,方,方,面,面,基,基,因,因,芯,片,片,技,技,术,术,还,还,没,没,有,有,得,得,到,到,广,广,泛,泛,的,的,应,应,用,用,，,，,但,但,随,随,着,着,生,生,物,物,信,信,息,息,学,的,的,进,进,步,步,和,和,发,发,展,展,，,，,基,基,因,因,芯,芯,片,片,技,技,术,术,一,一,定,定,会,会,进,进,一,一,步,步,成,成,熟,，,，,必,必,将,将,给,给,人,人,类,类,提,提,供,供,越,越,来,来,越,越,多,多,的,的,方,方,便,便,，,，,发,发,挥,挥,越,越,来,来,越,越,大,的,的,重,重,要,要,作,作,用,用,，,，,从,从,而,而,帮,帮,助,助,人,人,们,们,认,认,识,识,、,、,掌,掌,握,握,和,和,利,利,用,用,生,生,命科学,的,的规律,。,。,