蛋白质芯片简介及应用.pptVIP

一、生物芯片概述 二、蛋白质芯片 生物芯片的概念 生物芯片（biochip）：基于生物大分子（核酸和蛋白质等）相互作用的大规模并行分析方法，并结合微电子学、微机械、化学、物理和计算机等多领域的技术及生命科学研究中所涉及的样品反应、检测和分析等连续化、集成化和微型化的过程。它以载玻片和硅等材料为载体，在单位面积上高密度地排列大量的生物分子，从而达到一次试验同时检测多种疾病或分析多种生物样品的目的。 生物芯片的特点 1. 高度平行性 2. 多样性 3. 微型化 4. 自动化 生物芯片的分类 1. 基因芯片/DNA芯片/DNA微阵列 2. 蛋白质芯片 二、蛋白质芯片 （一）蛋白质芯片技术产生的背景 （二）蛋白质芯片的概念 （三）蛋白质芯片的主要特点 （四）蛋白质芯片的分类 （五）蛋白质芯片技术的简要操作步骤 （六）蛋白质芯片技术存在的问题及改进方向 （七）蛋白质芯片的应用 （一）蛋白质芯片技术产生的背景 随着分子生物学技术的发展，生物芯片技术研究工作不断深入，DNA芯片技术被逐渐用于对生物样品中核酸序列表达的检测和比较研究。 随着DNA芯片技术的不断成熟，以及基因研究所取得的令人瞩目的成果，进一步推动蛋白质功能的研究及相关技术的发展，蛋白质芯片技术因此应运而生。 （二）蛋白质芯片的概念 蛋白质芯片是将各种微量纯化的蛋白质阵列在一种高密度的固相载体上，并与待测样品杂交，以测定相应蛋白质的性质、特征以及蛋白质与生物大分子之间的相互作用的方法。 在蛋白质芯片的研究中，通常把抗体固化制作成“蛋白质芯片的探针”来检测多种待测蛋白质，制成抗体芯片。 （三）蛋白质芯片的主要特点 高通量。 灵敏度较高。 重复性好。 操作自动化。 （四）蛋白质芯片的分类 按蛋白质性质分类 1. 无活性芯片：将已经合成好的蛋白质以高密度阵列点样在芯片上，进行杂交反应。 2. 有活性芯片：把生物体直接点在芯片上，并原位表达蛋白质。 按形式分类 1. 玻璃载玻片芯片（在玻璃表面构建） 2. 3-D胶芯片（在多孔凝胶垫上构建） 3. 微孔芯片（在微孔板上构建） 不同种类的蛋白质芯片的特点 （五）蛋白质芯片技术的简要操作步骤（以样品直接荧光标记为例） 1. 将各种蛋白质有序地固定于滴定板、滤膜和载玻片等各种载体上制成检测用的芯片。 2. 用标记了荧光分子的样品与芯片反应。 3. 经漂洗将未能与芯片上的蛋白质作用的成分洗去。 4. 利用荧光扫描仪测定芯片上各点的荧光强度。 5. 通过荧光强度分析蛋白质与蛋白质相互作用的关系，测定各种蛋白质。 蛋白质芯片的检测方法 探针标记检测法 2. 无探针标记检测法 3. 动态分析检测法 （六）抗体芯片 抗体芯片是一个非常好的研究工具，它也是蛋白质芯片中发展最快的芯片，而且在技术上已经日益成熟。 抗体芯片有的已经在向临床应用上发展，比如肿瘤标志物抗体芯片等，还有很多已经用在研究的各个领域里。 （七）蛋白质芯片技术存在的问题及改进方向 1. 蛋白芯片的制作是其应用的关键因素之一。目前蛋白芯片的制作方法较为费时、成本较高，特别是涉及大量不同种类的蛋白质的高效表达与纯化问题需要解决。 2. 进一步改进基片材料的表面处理技术与蛋白质固化技术，以减少蛋白质的非特异性结合。 3. 提高芯片的点阵速度，以保持芯片表面配基的稳定性和生物活性。 4. 改进蛋白质的标记技术，进一步提高信号检测的灵敏度。 5. 进一步提高检测结果的分析方法，提供高分辨率和灵敏度的成像设备与分析软件，实现成像与数据分析一体化。 （八）蛋白质芯片的应用 1、用于蛋白质-蛋白质、蛋白质-核酸、蛋白质-脂类等相互作用研究；特异性蛋白质的筛选；功能蛋白质组研究。 例如，应用酵母蛋白质芯片进行钙调蛋白的研究；应用磷脂酰肌醇来筛选磷脂酰肌醇的结合蛋白。 3、抗体筛查。例如，对噬菌体抗体库一次可对上万个不同的抗体克隆进行检测。 4、药物筛选、药代动力学研究。 5、在毒理学中的应用。 6、环境监测。 7、食品卫生安全的监测。 * * 蛋白质芯片简介及应用金幼芳2011年10月28日 可以与基因芯片的制作和检测工具配套使用；不易蒸发；适用于多步反应；造价便宜；容量较大；不易发生交叉污染 微孔板上构建的蛋白质芯片 可以与基因芯片的制作和检测工具配套使用；不易蒸发；可以用于多步反应，但是有其较固定的缓冲条件；造价昂贵；容量较大；不易发生交叉污染 多孔微胶垫上构建的蛋白质芯片 可以与基因芯片的制作和检测工具配套使用；很容易蒸发；不适合用于多步反应；造价便宜；容量较小；容易发生交叉污染 玻璃表面构建的蛋白质芯片 特点 类别 2、疾病诊断的研究。目前，临床上应用的蛋白质芯片主要是用于检测肿瘤标志物的蛋白质芯片。它的应用范围主要在以下几个方面： （1）用于肿瘤患者的辅助诊断、疗效判断、病情监测、预后