第二章生物芯片分类教材ppt课件.ppt

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1、第二章生物芯片概述目录2.1生物芯片的概念2.2生物芯片的分类2.3微流控芯片2.4微球在生物芯片中的应用2.1生物芯片的概念把生物活性大分子（核酸或蛋白质）或细胞等，密集排列固定在固相载体（硅片、玻片、尼龙膜等）上，形成微型的检测器件。特点：高通量微型化自动化2.2生物芯片的分类基因芯片蛋白质芯片组织芯片1.基因芯片基因芯片又称DNA芯片，是专门用于核酸检测的生物芯片。定义：在固相载体上按照特定的排列方式固定上大量序列已知的DNA片段，形成DNA微矩阵。生物芯片中最早发展起来的就是基因芯片，也是应用最广泛的芯片。图2-1基因芯片技术的实验流

2、程●表达差异分析●多态性分析●再测序●生物信息学●数学优化●数据库●标准化提出问题芯片设计芯片制作●直接点样●原位合成试样处理芯片杂交杂交检测数据分析实际应用●PCR扩增●靶基因标记红色上调黄色不变绿色下调对照组（Cy3）实验组（Cy5）2.蛋白质芯片（ProteinChip）1.概念蛋白质芯片是将各种蛋白质有序地固定在固相载体上成为检测用的芯片，然后用标记了特定荧光的蛋白质或其他分子与芯片作用。蛋白分析技术高通量微型化自动化将多种蛋白质以微阵列的形式固定在固相支持物上，在孵育反应中与样品中靶分子的结合，并用报告分子检测结合信号。蛋白质芯片的

3、特点2.蛋白质芯片的制作点样和固定蛋白探针抗体已知特异的蛋白电泳分离的蛋白表达文库……固相支持物醛基化玻片膜聚苯乙烯微孔板三维凝胶……全自动生物芯片点样仪喷点/印点手动芯片点样器芯片的封闭BSA,GlyPBS洗涤根据应用目的分为：蛋白功能芯片蛋白检测芯片3.蛋白质芯片的分类根据密度分为：高密度蛋白质芯片低密度蛋白质芯片检测蛋白的表达；蛋白质之间的相互作用；发现新的药物靶点；疾病诊断等。4.蛋白质芯片的应用3.组织芯片(Tissuemicroarray)（1）概念将数十个甚至上千个微小的组织整齐排列在一张载玻片上，制成高通量的组织切片，形成微阵

4、列，将标记的特定基因的核酸探针或抗体探针与之杂交以检测该基因或蛋白在不同组织中的表达情况。是传统免疫组化实验的综合体。传统的方法和组织芯片的方法比较灵活的研究工具蛋白AAAAARNA抗体DNA基因组水平转录组水平蛋白质水平操作平台打孔采样装置定位系统组织芯片制备仪（2）组织芯片的制备过程打孔按照打孔数量的多少，组织芯片可以分为：低密度芯片<200点中密度芯片200-600点高密度芯片>600点受体石蜡块取样点样切片转移（3）组织芯片的研究意义实现高通量的组织样本研究HumanMolecularGenetics,2001,Vol.10,No.7

5、检测特定基因或蛋白在不同组织中的表达变化筛选肿瘤标志物；寻找新的药物靶点。（4）组织芯片的应用2.3微流控芯片1.概念微流控芯片，也称微型全分析系统(Miniatureedtotalanalysissystem，μTAS)，或称芯片实验室(Lab-on-a-chip，LOC)。是以微管道为网络连接微泵、微阀、微储液器、微电极、微检测元件等具有光、电和流体输送功能的元器件，最大限度地把采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等分析功能集成在芯片上的微全分析系统。发展历程：1990年，瑞士的Manz首次提出微流控芯片的概念。厚度：<5mm，面积：几平

6、方厘米-十几平方厘米1994年，美国橡树岭国家实验室改进了芯片毛细管电泳的进样方法。1995年，美国加州大学在微流控芯片上实现了DNA的测序。1996年，PCR技术与毛细管电泳相结合。Caliper公司是首家微流控芯片公司。Agilient公司与Caliper公司联合推出了生化分析仪2100.2.优点：（1）能耗低、物耗少、污染小（2）更可靠，更快捷（3）安全性3.微流控芯片的制作技术（1）制作材料刚性材料：如硅、玻璃、石英等刚性有机聚合物材料：如聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酯、醋酸纤维素等弹性材料：如硅橡胶（二甲基硅氧烷，PDMS）（2）微流控芯

7、片的制作方法光刻技术刻蚀技术：湿法刻蚀、等离子体刻蚀模塑法软刻蚀其它方法：热压法、激光切蚀法、LIGA技术等除去光刻胶蚀刻保护膜显影保护膜应用光刻胶光掩膜紫外线基片光刻胶图2-2光刻技术的示意（3）微结构的封接用盖玻片将构造好微通道网络的基片进行封闭。热键合（fusionbonding）：玻璃和石英阳极键合（静电键合）4微流控芯片的分析操作样品输入输出信号样品预处理微流路检测器电子控制/信号处理（1）样品制备①超声处理Belgrader等使用微型超声系统裂解炭疽孢子，提取DNA并通过PCR进行检测，整个分析过程在15min内完成。②提取③预浓

8、缩增强信号65倍。（3）流体的驱动驱动和控制机制有无微机械可动部件能够实现阀的功能流速功率源使用流体范围发展阶段压力（薄膜微机械阀泵）有能0~1ml/min通用成熟