基因芯片技术课件

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1、基因芯片技术Genechips芯片实验室（Lab-on-a-chip)微流体芯片（微流控芯片）（Microfluidicchip）样品分离芯片生物芯片（biochip)微阵列芯片：基因芯片（DNA芯片）蛋白质芯片组织芯片细胞芯片微流体芯片（微流控芯片）生物样品制备芯片核酸扩增芯片毛细管电泳芯片生物芯片的概念生物芯片是指通过微电子、微加工技术在平方厘米大小的固相介质表面构建的微型分析系统，以实现对组织细胞中DNA、蛋白质及其他生物组分的快速、高效、敏感地处理与分析。生物芯片分子生物学统计学计算机科学化学……物理学微电子学ResearchIntegration二、基因芯片技术原

2、理指在固相支持物上原位合成寡核苷酸或者直接将大量基因探针以显微打印的方式有序地固化于支持物表面，然后与标记的样品杂交，通过对杂交信号的检测分析，得出样品的遗传信息（基因序列及表达的信息）基因芯片技术的概念由于在制备过程中运用了计算机芯片的制备技术如显微光蚀刻、显微打印等，且常用硅芯片作为固相支持物，所以称为基因芯片技术基因芯片的分类原位合成芯片（InsitusyntheticGeneChip）Affymetrix公司DNA微阵列（DNAmicroarray）斯坦福大学PatrickBrown研究小组合成DNA芯片AffymexInc.显微光蚀刻寡聚核苷酸合成**Synthe

3、ticChipsATCGTCCAGTACT....密度大于1000/cm2AffymetrixInc.原位合成芯片DNA微阵列DNA微集芯片StanfordUniv.PatrickBrown显微打印头单链DNA/cDNA片段MicroarrayPrintingDNA微集芯片基本原理DNA:doublehelixstructuredenaturationrenaturationDenatureHybridizeSouthern,Fish基因芯片技术基本原理基本原理：核酸分子杂交，即依据DNA双链碱基互补配对、变性和复性的原理大规模集成的固相杂交以大量已知序列的寡核苷酸、cDN

4、A或基因片段作探针，检测样品中哪些核酸序列与其互补，然后通过定性、定量分析得出待测样品的基因序列及表达的信息基因芯片的制备与检测原理BiologicalSampleAnalyzedataScannermicroarray“Hybridize”arrayerMicroarrayfabricationSamplepreparationMolecularhybridizationDetectionandanalysis1.探针的设计与制备2.支持物的选择与处理3.芯片的制作（1）原位合成芯片的制作（2）DNA微阵列的制作（一）芯片的制备1.探针的设计与制备cDNA探针100+bp

5、寡核苷酸（Oligo）探针8-12nt20-30nt50-70nt2.支持物的选择与处理实性材料：硅芯片、玻片和瓷片等膜性材料：聚丙烯膜，尼龙膜，硝酸纤维素膜支持物的处理：氨基化醛基化3.原位合成芯片的制备显微光蚀刻技术压电打印法分子印章法显微光蚀刻技术4.DNA微阵列的制备喷墨打印：非接触式针式打印：接触式基因芯片制作的三种技术芯片的制备Geneprobes（cDNA、DNA）substrateReady-to-usemicroarrayOligoprobesAGCTorarrayerDNA芯片图解Microarray:topviewMicroarray:sideview

6、ProbesAdhesionlayerSubstrate样品核酸的分离纯化样品核酸的扩增、标记：反转录标记随机引物延伸标记PCR标记（二）样品的准备SamplecellsExtractRNAorDNA2)RTorPCRamplification3)FluorescentlabelingReferencecellsSamplereadycombineLabeledRNAorDNA(Sample)LabeledRNAorDNA(Reference)2)1)3)1)2)3)基因表达谱双色标记样品的标记标记方法：反转录标记随机引物延伸法PCR样品的标记标记分子：放射性同位素生物素荧

7、光分子：Cy3、Cy5FITC、TRITC（三）分子杂交1)hybridizeApplysample2)rinseHybridizationThelabeledtargetisselectivelyboundtocomplementaryprobesNote:knowthelocationofeachprobeonthearrayBBBBBBBx~12,000传统杂交方法手工固定样品标记探针单个探针费时、1-2周费力、需同位素不易自动化基因芯片技术可批量固定探针标记样品大量探针快速、平行化易于自动化荧光标记基因芯片