张新祥《生化分析》0429电化学微阵列芯片在生命分析中的应用 李林楠 张先浩.pdfVIP

电化学微阵列芯片在生命分析 中的应用 报告人：李林楠、张先浩 电化学 电化学 （Electrochemistry）作为化学的分支之一，是研究两类导体（电子导体， 如金属或半导体，以及离子导体，如电解质溶液）形成的接界面上所发生的带电 及电子转移变化的科学。 电化学分析法是利用测量样品的电位、电流和电阻，以分析样品中待测物组成及 浓度的方法。 奥托·冯·格里克 亚历山大·伏打 迈克尔·法拉第 斯凡特·阿伦尼乌斯 微阵列电化学生物传感器 电化学生物传感器是具有电化学信号转换器的生物传感器 ,一般认为它是一个化 学修饰电极。以电导、半导体或者离子导电的材料构成电化学电极作为信号转换 器 ,涂上一层生物化学薄膜作为敏感元件 ,最后以电信号为特征检测信号。 器 感 电流式 传 物 电位式 生 学 化 电导式 电 生物芯片 生物芯片主要指通过平面微细加工技术在固体芯片表面构建的微流体分析单元和 系统，并使这些分析过程连续化、微型化、集成化和信息化,以实现对细胞、蛋白 质、核酸以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测。 片 生物电子芯片：生物计算机等生物电子产品 芯 物 生 生物分析芯片：各种生物分子和反应的分析检测 二维与三维分析芯片 二维分析芯片依赖固定在载体表面的生物分子完成生化反应检测。最常见的二维 芯片是二维阵列芯片(Microarray) ,包括基因芯片、蛋白芯片和其它微阵列芯片。 三维芯片又称芯片实验室(lab on a chip , LOAC ) ,是在载体内部加工微通道、 样品池、反应仓、以及各种控制和检测元件的具有一定空间结构的微芯片。 二维芯片相对比较简单,容易加工,国内外在此方面进行了大量的研究。 DNA微阵列芯片 DNA微阵列 （DNA microarray）又称DNA阵列或DNA芯片，比较常用的名字是基因芯 片（gene chip）。其是一块特殊玻璃片或硅芯片，在数平方厘米之面积上布放数 千或数万个核酸探针，检体中的DNA、cDNA、RNA等与探针结合后，借由荧光或电 信号等方式侦测。 经由一次测验，即可提供大量基因序列相关信息。它是基因组学和遗传学研究的 有力工具。研究人员应用基因芯片就可以在同一时间定量的分析大量（成千上万 个）的基因表达，具有快速、精确、低成本的分析检验能力。 荧光检测与电化学检测 尽管荧光法在基因芯片的检测上获得了广泛的应用,但也存在着需要复杂的检测设 备、标记过程以及荧光标记物易于猝灭等不足。因此,发展其他能应用于多基因同 时检测的新方法一直是近年来分析化学所面临的挑战。 电化学检测法一直是生物传感器中应用最为广泛的方法之一，研制电化学DNA芯片 有两个关键点: 一、制备适合DNA固定修饰与信号采集的阵列型电极芯片； 二、通过电化学反应实现靶标DNA片段分子信号的高效传导； 低密度电化学DNA 芯片 电化学检测的主要优势之一是设备易于微型化,适合发展成便携式现场检测用的专 用传感检测装置。低密度DNA阵列芯片很适合被测定目标基因有限的临床诊断和微 生物分析领域。将阵列电极的电化学DNA芯片与易携带的电化学掌上型检测仪相结 合,使多靶标基因的检测具有更灵活的特点。 高密度电化学DNA芯片 DNA高密度微阵列芯片的主要应