蛋白质芯片技术

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1、生命科学领域的新工具——SELDI蛋白质芯片蛋白质芯片技术的出现及对临床医学发展的影响20世纪90年代，随着全球基因组计划的推进，人类对生命科学的认识达到了新的未有的深度和高度。人类基因组工作草图公布后，标志着基因框架已经绘就，人类染色体总DNA有32亿碱基对，包含有3万个左右基因，远远少于原有约10万个基因的估计。但是，由于真核生物中基因结构的复杂性及现有基因识别技术发展的严重不足，所以适用范围仅限于原核生物或低等真核生物，此情况进一步表明人类对自身基因组的所有基因及其间隔序列还没有完全确定。蛋白质芯片技术的出现及对临床医学发展的影响一、蛋白质组学研

2、究的兴起及蛋白质芯片技术的问世加之mRNA自身在贮存、转运、降解、翻译调空以及产物的翻译后加工，难以准确地反映基因功能的真正执行体的质与量。而功能性蛋白质是基因功能的执行体，能直接反应基因给予的信息，后基因时代便接踵而来。以蛋白质作为研究对象，对正常细胞及变异细胞功能进行分析，从而可以寻找疾病的特异性标志物；也可以利用寻找终末点的方法来对化学制剂和药物毒副作用进行评估。蛋白质芯片技术的出现及对临床医学发展的影响一、蛋白质组学研究的兴起及蛋白质芯片技术的问世蛋白质芯片技术的出现及对临床医学发展的影响DifferentialProteinExpressio

3、n蛋白质FunctionalAssays蛋白质功能基因DNASequencing信使RNADifferentialGeneExpressionDNA/RNAProteinsProteinChipTechnologyPROTOMICSEnablingTechnologyThephenotypeatthemolecularlevelEnablingTechnologyPCRGeneChip&MicroarraysGENOMICSThegenotypeatthemolecularlevelEnablingProteomics美国Ciphergen生物公司

4、生产的SELDI-TOFMS（surfaceenhancedlaserdesorprion/ionization-timeofflightmass）主要包括三个基本部分：①特殊材料制成的固相载体，即蛋白芯片阵列，组成芯池的特殊材料是根据要捕获蛋白质的属性而设计的，概括起来可归纳为两大类型：a.化学型材料；b.生物化学型材料。蛋白质芯片技术的出现及对临床医学发展的影响二、SELDI蛋白质芯片仪的组成及工作原理②蛋白质芯片解读仪（proteinchipreader），蛋白质芯片解读仪是安装有脉冲式紫外线/氮激光光源的解析离子化（laserdesorptio

5、nionization，LDI）时间-飞行质谱仪（TOFMS）。基质分子吸收激光能量，样品解吸附，基质——样品之间发生电荷转移使样品分子电离，经解析/离子化过程而形成气化离子状态，它们进入TOF-MS区域飞行。根据蛋白质通过离子室的飞行速度，得出每个蛋白质的质量/电荷比（m/z），其公式为：E＝1/2mv2＝ZV；M/Z＝K*△t2（其中Z为电荷数，V为电压，v为飞行速度，K为一常数）。蛋白质芯片技术的出现及对临床医学发展的影响二、SELDI蛋白质芯片仪的组成及工作原理DetectorN-LaserTOF-MSTraceViewGelViewMapVi

6、ew用蛋白质芯片仪测定DetectionUsingtheProteinChip®System用激光解吸电离发法将保留在芯片上的蛋白质洗脱下来Retainedproteinsare“eluted”fromtheProteinChipArraybyLaserDesorptionandIonization电离的蛋白质可以通过飞行时间质谱仪精确地测定它们的质量IonizedproteinsaredetectedandtheirmassaccuratelydeterminedbyTime-of-FlightMassSpectrometry③蛋白质芯片软件控制分析

7、系统（Software）SELDITOF-MS控制分析软件，由Ciphergen公司研发，软件控制分析系统使整个操作过程变的自动化、简捷化、人性化。目前所用的软件系统为proteinchipsoftware3.11版本，它主要包括：a.数据库的建立；b.内部信息及外部信息的校准；c.数据处理与分析。二维凝胶电泳（2-DE）是经典的蛋白质分离技术，SELDI蛋白质芯片技术对样品的要求以及对样品的处理大大简化SELDI蛋白质芯片仪最适合分析多肽及蛋白质混合物，它是现今灵敏度最高的质谱仪，能够对极微量样品进行分析。蛋白质芯片技术的出现及对临床医学发展的影响二

8、、SELDI蛋白质芯片仪的组成及工作原理ProteinDiscoveryandCharacte