生物芯片原理課件

生物芯片原理

principleofbiochip

醫(yī)學(xué)院病毒所1ppt課件生物芯片原理

principleofbiochip本章提綱生物芯片簡介生物芯片的分類基因芯片基本原理、流程與應(yīng)用蛋白質(zhì)芯片及應(yīng)用2ppt課件本章提綱生物芯片簡介2ppt課件第一節(jié)生物芯片簡介

一、什么是生物芯片

生物芯片主要指通過平面微細(xì)加工技術(shù)，在固體芯片等載體上的微型生物化學(xué)分析系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞、蛋白質(zhì)、核酸以及其他生物組分的準(zhǔn)確、快速、大信息量的檢測3ppt課件第一節(jié)生物芯片簡介一、什么是生物芯片芯片上每平方厘米可密集排列成千上萬個(gè)生物分子，能快速準(zhǔn)確地檢測細(xì)胞、蛋白質(zhì)、DNA及其他生物組分，并獲取樣品中的有關(guān)信息，其效率是傳統(tǒng)檢測方法的成百上千倍。4ppt課件芯片上每平方厘米可密集排列成千上萬個(gè)生物分子，能快速準(zhǔn)確地檢生物芯片分析過程試樣處理點(diǎn)陣固定反應(yīng)或雜交芯片制作標(biāo)記洗滌檢測掃描光刻合成微量點(diǎn)樣噴墨純化、標(biāo)記光化學(xué)檢測電化學(xué)檢測計(jì)算處理5ppt課件生物芯片分析過程試樣處理點(diǎn)陣固定反應(yīng)或雜交芯片制作標(biāo)記洗滌檢

基因芯片的最大優(yōu)點(diǎn)在于其高通量。傳統(tǒng)方法檢測眾多基因要經(jīng)歷多次實(shí)驗(yàn)而且自動(dòng)化程度低，因而每次實(shí)驗(yàn)之間是存在系統(tǒng)誤差的。基因芯片可以克服這個(gè)缺點(diǎn)，眾多基因的探針的標(biāo)記、雜交等過程是在一次實(shí)驗(yàn)過程中完成的，而且自動(dòng)化程度高，數(shù)據(jù)客觀可靠6ppt課件基因芯片的最大優(yōu)點(diǎn)在于其高通量。傳統(tǒng)方法檢測眾多基因要1996年美國Affymetrix公司成功地制作出世界上首批用于藥物篩選和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)用的生物芯片，并制作出相應(yīng)的芯片系統(tǒng)。此外，美國的Hyseq公司、Aurora公司、Nanogen公司、Incyte公司等也在積極開展DNA芯片研究工作。近二年，摩托羅拉、惠普、IBM等跨國公司也相繼投以巨資加入生物芯片的研究開發(fā)。

7ppt課件1996年美國Affymetrix公司成功地制作出世界上首批我國是從一九九七年開始對(duì)生物芯片研究。

中國醫(yī)藥生物技術(shù)協(xié)會(huì)生物芯片分會(huì)2006年在北京成立。中國在北京、上海、陜西、天津、南京建立了五大生物芯片研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化基地。我國生物芯片產(chǎn)業(yè)尚未形成統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不規(guī)范。在產(chǎn)品認(rèn)證認(rèn)可方面也存在與國際慣例不接軌的情況。8ppt課件我國是從一九九七年開始對(duì)生物芯片研究。8ppt課件生物芯片技術(shù)是20世紀(jì)90年代以來，影響最為深遠(yuǎn)的重大科技進(jìn)展。它是繼大規(guī)模集成電路之后的又一次具有深遠(yuǎn)意義的科學(xué)技術(shù)革命。該技術(shù)被評(píng)為1998年度世界十大科技進(jìn)展之一。

9ppt課件生物芯片技術(shù)是20世紀(jì)90年代以來，影響最為深遠(yuǎn)的重大科技進(jìn)發(fā)展趨勢

縮微芯片實(shí)驗(yàn)室生物芯片研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)，它是將傳統(tǒng)的生物化學(xué)樣品制備、生化反應(yīng)、檢測三個(gè)步驟集于一體，縮小構(gòu)成芯片上的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)10ppt課件發(fā)展趨勢縮微芯片實(shí)驗(yàn)室生物芯片研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)，它第二節(jié)生物芯片的分類11ppt課件第二節(jié)生物芯片的分類11ppt課件一般分類12ppt課件一般分類12ppt課件

信息生物芯片和功能生物芯片13ppt課件

信息生物芯片和功能生物芯片13ppt課件第三節(jié)基因芯片的基本原理與流程14ppt課件第三節(jié)基因芯片的基本原理與流程14ppt課件

基因芯片技術(shù)是指通過微陣列(Microarray)技術(shù)將高密度DNA片段陣列通過高速機(jī)器人或原位合成方式以一定的順序或排列方式使其附著在如玻璃片等固相表面，以熒光標(biāo)記的DNA探針，借助堿基互補(bǔ)雜交原理，進(jìn)行大量的基因表達(dá)及檢測等研究的技術(shù)。15ppt課件基因芯片技術(shù)是指通過微陣列(Microarray)技術(shù)將基因芯片發(fā)展歷史SouthernandNorthernBlotDotBlotMacroarrayMacroarray16ppt課件基因芯片發(fā)展歷史SouthernandNorthernRNADNA1DNA2ProbeSouthernhybridizationNorthernhybridizationHybridizationofNucleicAcids17ppt課件RNADNA1DNA2ProbeSouthernNortheAminoacidsequenceGLY-ASP-GLU-SER-SER-VAL-LEU-----GGG-GAC-GAG-TCC-TCC-GTT-CTC---NucleicacidsequenceSynthesizingoligonucleotidePROBE

GGGGACGAGTCCTCCGTTCTThenucleicacidsequenceisDeducedfromaminoacidsequenceChemicalsynthesisPreparationofTraditionalNucleicAcidProbe18ppt課件AminoacidsequenceGLY-ASP-GLU基因芯片分類按芯片制備方法分類

原位合成芯片（syntheticgenechip）

DNA微陣列芯片（DNAmicroarray）按探針分類

寡核苷酸陣列

DNA陣列基因芯片

cDNA芯片

RNA芯片19ppt課件基因芯片分類按芯片制備方法分類19ppt課件TypesofDNAChips20ppt課件TypesofDNAChips20ppt課件生物芯片的原理生物芯片利用空間位置固定事先已知的核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和碳水化合物分子芯片技術(shù)對(duì)固定相分子的要求較高，要求生物分子固定在芯片基質(zhì)上之后仍要保持生物活性的穩(wěn)定。在分子雜交反應(yīng)和洗片等處理過程中能穩(wěn)定結(jié)合所親和的分子，防止其在雜交洗滌過程中被沖洗掉，保證檢測信息的準(zhǔn)確可靠。21ppt課件生物芯片的原理生物芯片利用空間位置固定事先已知的核酸、蛋白質(zhì)制作芯片片基的材料首先必須有很好的光學(xué)性質(zhì)，能利用光進(jìn)行透射和反射的檢測芯片表面具有可以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的活性基團(tuán)，方便生物分子的偶聯(lián)而固定芯片表面的活性化學(xué)基團(tuán)有足夠的吸附能力，要能結(jié)合最佳容量的生物分子芯片要有很好的穩(wěn)定性，具有一定的抗壓能力，并且在生物分子雜交反應(yīng)過程中要處于惰性狀態(tài)，不會(huì)發(fā)生其他化學(xué)反應(yīng)或其他物質(zhì)吸附生物芯片要有很好的兼容性，可以廣泛應(yīng)用于生物學(xué)檢測和研究芯片片基22ppt課件制作芯片片基的材料首先必須有很好的光學(xué)性質(zhì)，能利用光進(jìn)行透射生物分子與芯片的結(jié)合生物芯片表面的活性基團(tuán)形成特異親和生物分子的位點(diǎn)，用來吸附和固定生物活性分子，例如多肽、核酸、酶、抗體或抗原等根據(jù)芯片基片表面的活性基團(tuán)的類型，芯片可以分為氨基片、醛基片、環(huán)氧乙基片和N一羥基琥珀酰亞胺酯片根據(jù)不同的需要來選用芯片，如對(duì)大分子DNA的吸附要用氨基片，對(duì)寡聚核苷梭或小片段DNA要用醛基片23ppt課件生物分子與芯片的結(jié)合生物芯片表面的活性基團(tuán)形成特異親和生物分a.

氨基片表面為氨基，直接與核酸分子的磷酸基團(tuán)靠電荷作用相結(jié)合b.

醛基片表面的醛基直接與生物分子的氨基共價(jià)結(jié)合24ppt課件a.氨基片表面為氨基，直接與核酸分子的磷酸基團(tuán)靠電荷作c.環(huán)氧已基片表面的環(huán)氧已基直接與生物分子的氨基共價(jià)結(jié)合；d.N-羥基琥珀酰亞胺酯片表面的N-羥基琥珀酰亞胺酯基直接與生物分子的氨基共價(jià)結(jié)合。25ppt課件c.環(huán)氧已基片表面的環(huán)氧已基直接與生物分子的氨基共價(jià)結(jié)DNAChipTechnologySolidsupport.glass,plastic,metal,silicon.MiniaturizedarrayofDNA(geneticmaterial)WorkonthebiochemicalprincipleofDNA/DNAhybridizationHybridizedprobes(DNAmolecules)arefluorescentlylabeled26ppt課件DNAChipTechnologySolidsuppoComparisonofDNAChipTechnologies

SensitivityofDNAchipassaysProbeandtargetDNA/RNAComplexityChipsurface(autofluorescenceandnon-spec.bkg)Attachmentchemistry/methodology(hyb.efficiency&crosshyb.)Hybridizationefficiency(lotsoffactors)Detectiontechnology(signaltype,efficiency,noise)Oligo-Chip cDNA-Chip GenomicChip8nor20n

<2,000n>50,000n

sequencingexpressionexpressiongenomicanalysis27ppt課件ComparisonofDNAChipTechnol基因芯片的原理

依據(jù)雙螺旋原理，核酸分子雜交技術(shù)，在靶標(biāo)樣品與探針之間進(jìn)行選擇性反應(yīng)，將反應(yīng)一方，探針固定在芯片上，另一方，熒光標(biāo)記制備好的cDNA，分別標(biāo)記綠色的Cy3和紅色的Cy5通過流路或加至芯片上。28ppt課件基因芯片的原理依據(jù)雙螺旋原理，核酸分子雜交基因芯片流程樣品制備芯片制備雜交雜交信號(hào)檢測數(shù)據(jù)分析29ppt課件基因芯片流程樣品制備芯片制備雜交雜交信號(hào)檢測數(shù)據(jù)分EachspotcontainsknownDNAComplementaryDNAhybridizeSignalappearsBiochipBasedonHybridization30ppt課件EachspotcontainsknownDNACo實(shí)驗(yàn)流程31ppt課件實(shí)驗(yàn)流程31ppt課件32ppt課件32ppt課件33ppt課件33ppt課件影響雜交反應(yīng)的因素

1探針濃度

其濃度差異對(duì)信號(hào)有影響，濃度高信號(hào)強(qiáng)。

2陽離子

陽離子存在可提高異源雜交雙鏈的生成速度。

3溫度

ONA25~42C，cDNA

55~70C

4序列組成

芯片上一次產(chǎn)生上萬個(gè)異源雜交反應(yīng)，應(yīng)選擇最協(xié)調(diào)條件。5高靈敏度監(jiān)測系統(tǒng)，閱讀儀。34ppt課件影響雜交反應(yīng)的因素34ppt課件

基因芯片檢測原理

熒光掃描成像用激光激發(fā)芯片上的樣品發(fā)射熒光，嚴(yán)格配對(duì)的雜交分子，其熱力學(xué)穩(wěn)定性較高，熒光強(qiáng)；而不完全雜交的分子熱力學(xué)穩(wěn)定性低，熒光信號(hào)弱；不雜交的無熒光。不同位點(diǎn)的信號(hào)被掃描后由計(jì)算機(jī)軟件處理，并對(duì)每個(gè)點(diǎn)的熒光強(qiáng)度數(shù)字化后進(jìn)行分析。

35ppt課件基因芯片檢測原理熒光掃描成像用激光激發(fā)基因芯片數(shù)據(jù)分析

圖像分析，Ratio值分析，基因聚類分析

圖像分析激光掃描儀得到的掃描圖像文件通過劃格，確定雜交斑點(diǎn)的位置，然后經(jīng)過過濾背景噪音，提取得到熒光信號(hào)強(qiáng)度值，最后以數(shù)據(jù)列表的形式輸出。這一系列的工作都是依靠軟件來完成，如Biodiscovery，Imagene7.0分析軟件。36ppt課件基因芯片數(shù)據(jù)分析圖像分析，Ratio值分析，基因聚

Ratio值分析

在常用的雙色熒光芯片系統(tǒng)下，各雜交斑點(diǎn)的兩色熒光cy3／cy5的比值又稱R/G值。一般認(rèn)為R／G值在0.5～2.0范圍內(nèi)的基因不存在顯著表達(dá)差異，該范圍之外則認(rèn)為基因的表達(dá)出現(xiàn)顯著改變。由于實(shí)驗(yàn)條件的不同，該域值范圍會(huì)根據(jù)置信區(qū)間進(jìn)行調(diào)整。處理后得到的信息可以根據(jù)需要以各種形式輸出，如柱形圖、餅形圖、點(diǎn)圖、原始匡像拼圖等。將每個(gè)信號(hào)斑點(diǎn)的所有相關(guān)信息如位標(biāo)、基因名稱、克隆號(hào)、PCR結(jié)果、信號(hào)強(qiáng)度、Ratio值等自動(dòng)關(guān)聯(lián)并根據(jù)需要篩選數(shù)據(jù)。37ppt課件Ratio值分析37ppt課件

聚類分析clusteringanalysis

從生物芯片的圖像分析中可得到大量的數(shù)據(jù)，要從中提取所需要的信息就必須對(duì)這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。通過建立各種數(shù)學(xué)模型，分析芯片圖像數(shù)據(jù)的生物學(xué)意義。聚類分析是利用大量相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)事物進(jìn)行分類處理，其方法為直接比較樣本中各種特征數(shù)據(jù)，將特征相近的歸為一類，差別較大的歸為不同的類。38ppt課件聚類分析clusteringanalysis四生物芯片的制作基本方法點(diǎn)樣法和原位合成法原位合成法原位光刻合成壓電打印法39ppt課件四生物芯片的制作基本方法點(diǎn)樣法和原位合成法

點(diǎn)樣法這一方法相對(duì)技術(shù)要求不高，是最常用的方法。點(diǎn)樣法是將預(yù)先合成好的探針、PCR產(chǎn)物、蛋白或多肽、抗原或抗體等經(jīng)純化、定量分析后，通過由陣列復(fù)制器或陣列點(diǎn)樣機(jī)準(zhǔn)確、快速地將不同探針樣品定量點(diǎn)樣于帶正電荷的尼龍膜或玻片等相應(yīng)位置上，再進(jìn)行固定處理，如紫外線交聯(lián)固定。40ppt課件點(diǎn)樣法這一方法相對(duì)技術(shù)要求不高，是最常用的方法。

點(diǎn)樣的方式分接觸式點(diǎn)樣與非接觸式點(diǎn)樣兩種。接觸式點(diǎn)樣是點(diǎn)樣針直接與固相支持物表面接觸，將生物分子樣品留在固相支持物上。非接觸式點(diǎn)樣以壓電原理將樣品通過毛細(xì)管直接噴至固相支持物表面。打印法的優(yōu)點(diǎn)是探針密度高，通常1平方厘米可打印2500個(gè)探針；缺點(diǎn)是定量準(zhǔn)確性及重現(xiàn)性不好，打印針易堵塞且使用壽命有限。41ppt課件點(diǎn)樣的方式分接觸式點(diǎn)樣與非接觸式點(diǎn)樣兩種。接原位合成法

原位合成法

該方法技術(shù)比較復(fù)雜，除了Affymetrix等少數(shù)實(shí)力雄厚的生物芯片公司可以用該技術(shù)外，其他的公司和實(shí)驗(yàn)室都是采用點(diǎn)樣法制作芯片。原位合成方法有兩種途徑，一種是原位光刻合成，該技術(shù)是由Affymerix公司的Fodor實(shí)驗(yàn)室開發(fā)。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是可以用很少的步驟合成極其大量的多肽或寡聚核苷酸陣列。42ppt課件原位合成法原位合成法該方法技術(shù)比較復(fù)雜，

另一種原位合成是壓電打印法，主要用于合成寡聚核苷酸探針，其原理與普通的彩色噴墨打印機(jī)相似，所用技術(shù)為常規(guī)的固相合成方法。根據(jù)芯片上不同位點(diǎn)探針的序列需要將特定的堿基噴印在芯片上特定位置，沖洗、去保護(hù)、偶聯(lián)等與一般的固相合成技術(shù)相同。

該技術(shù)采用的化學(xué)原理與傳統(tǒng)的DNA固相合成一致，不需要特殊制備的化學(xué)試劑，可以合成出長度為40～50個(gè)堿基的探針。43ppt課件另一種原位合成是壓電打印法，主要用于合成寡聚一個(gè)實(shí)例基因芯片篩選宮頸癌相關(guān)基因的研究摘要本研究中采用細(xì)胞原癌、抑癌基因分類芯片對(duì)原發(fā)性宮頸癌標(biāo)本進(jìn)行分析，以期探討宮頸癌基因組中存在的癌基因表達(dá)的變異，確定與宮頸癌相關(guān)的候選原癌或抑癌基因，為宮頸癌的診斷和治療提供新的線索和依據(jù)。

44ppt課件一個(gè)實(shí)例基因芯片篩選宮頸癌相關(guān)基因的研究44ppt課件實(shí)驗(yàn)結(jié)果1組織總RNA制備本實(shí)驗(yàn)中共收集到宮頸癌組織0.96g，正常對(duì)照宮頸組織0.56g，分別提取總RNA。兩種宮頸組織的總RNA提取的質(zhì)量見表1

表1總RNA提取結(jié)果樣品類型編號(hào)總RNA量OD260OD280OD260/OD280熒光標(biāo)記正常宮頸組織N706.8μg0.5920.2892.059Cy3

對(duì)照組宮頸癌組織C1200.0μg1.0150.4882.114Cy5

實(shí)驗(yàn)組45ppt課件實(shí)驗(yàn)結(jié)果1組織總RNA制備45ppt課件

芯片掃描結(jié)果

Cy3

Cy546ppt課件芯片掃描結(jié)果Cy3宮頸組織/對(duì)照組織雙色熒光標(biāo)記芯片掃描疊加圖

47ppt課件宮頸組織/對(duì)照組織雙色熒光標(biāo)記芯片掃描疊加圖47ppt課件

圖中X軸、Y軸分別以cy3熒光強(qiáng)度值(前景值－背景值)和cy5熒光強(qiáng)度值為坐標(biāo)，每一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)代表芯片上一個(gè)基因點(diǎn)的雜交信號(hào)；數(shù)據(jù)點(diǎn)若為紅色，則代表Y值與X值的比值在0.5至2.0之間，屬非差異表達(dá)；數(shù)據(jù)點(diǎn)若為黃色，則代表Y值與X值的比值在0.5到2.0范圍之外，表明所代表的基因存在表達(dá)差異。48ppt課件圖中X軸、Y軸分別以cy3熒光強(qiáng)度值(前景值－背景值)和49ppt課件49ppt課件通過對(duì)基因芯片結(jié)果的分析，發(fā)現(xiàn)BLACP，bladdercancerrelatedprotein基因即膀胱癌相關(guān)蛋白基因的表達(dá)下調(diào)最為明顯，提示BLACP基因與宮頸癌之間存在著聯(lián)系。很可能是一個(gè)宮頸癌相關(guān)的候選抑癌基因。該基因在包括人在內(nèi)的多種動(dòng)物中已有發(fā)現(xiàn)。尚未發(fā)現(xiàn)與人類其它的基因有任何的同源性。鑒于此，在本實(shí)驗(yàn)中BLACP基因克隆到真核表達(dá)載體上，轉(zhuǎn)染宮頸癌細(xì)胞系HeLa，發(fā)現(xiàn)它的確可以抑制HeLa細(xì)胞的生長及增殖。50ppt課件通過對(duì)基因芯片結(jié)果的分析，發(fā)現(xiàn)BLACP，bladderc

GenomicchipScreenspecimenstodeterminegenecopynumberchangesEstablishcorrelationsbetweengenecopynumberchangesanddiseasebiologyDeterminetheinteractionofmultiplegenesontheinitiationandprogressionofdiseaseAcceleratedevelopmentofproductsforgenomicdiseasemanagementtoguidetherapeuticinterventionCombinedwithexpressionchips,givesfullunderstandingofdiseaseprocess51ppt課件GenomicchipScreenspecimens三、芯片技術(shù)的應(yīng)用1基因表達(dá)分析分析基因表達(dá)時(shí)空特征檢測基因差異表達(dá)發(fā)現(xiàn)新基因大規(guī)模測序52ppt課件三、芯片技術(shù)的應(yīng)用1基因表達(dá)分析52ppt課件

DNA序列測定人類基因組計(jì)劃鑒別和測定人類基因的DNA序列,雜交測序sequencingbyhybridization,SBH建立在特定序列的DNA與特定長度的寡核苷酸集合的雜交的基礎(chǔ)之上。未知DNA序列可以通過鑒定與靶DNA序列形成完整的雙鏈體寡核苷酸的重疊區(qū)域來確定；65536個(gè)八核苷酸點(diǎn)陣可測定約200個(gè)核苷酸的序列；一百萬個(gè)十二核苷酸點(diǎn)陣可測定約1000個(gè)堿基對(duì)。53ppt課件DNA序列測定53ppt課件2基因型、基因突變和多態(tài)性分析

分析基因組中不同基因與性狀或疾病的關(guān)系3疾病的診斷與治療遺傳病相關(guān)基因的定位，產(chǎn)前篩查與診斷腫瘤診斷感染性疾病的診斷

基因突變檢測與遺傳病和腫瘤診斷的大量平行測定54ppt課件2基因型、基因突變和多態(tài)性分析54ppt課件4.藥物研究中的應(yīng)用

新藥開發(fā)發(fā)現(xiàn)藥物的新功能

調(diào)查藥物處理細(xì)胞后基因的表達(dá)情況對(duì)藥物進(jìn)行毒性評(píng)價(jià)

在基因水平上尋找藥物靶標(biāo)，毒性對(duì)基因的影響。55ppt課件4.藥物研究中的應(yīng)用55ppt課件其它病原體的檢出腫瘤相關(guān)基因表達(dá)譜位點(diǎn)突變耐藥基因檢測疾病的分子分型

HLA分型56ppt課件其它56ppt課件基因芯片的缺點(diǎn)不能對(duì)待檢測基因在組織中的精確定位進(jìn)行判斷。另外很多蛋白質(zhì)功能不是主要依賴是否表達(dá)或表達(dá)量高低，而是依賴蛋白質(zhì)磷酸化/去磷酸化等方式。在這種情況下，用核酸類生物芯片就沒有什么意義，蛋白類芯片可能會(huì)有所作為。不能盲目崇拜高精尖端的技術(shù)和儀器設(shè)備。實(shí)事求是，定位明確，按規(guī)律辦事。57ppt課件基因芯片的缺點(diǎn)不能對(duì)待檢測基因在組織中的精確定位進(jìn)行判斷生物芯片的未來58ppt課件生物芯片的未來58ppt課件

您只需提供保存完好的組織或細(xì)胞標(biāo)本，公司的芯片技術(shù)服務(wù)人員就可替您完成實(shí)驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)分析，向您提供由您所選的任何一個(gè)芯片的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以為您節(jié)省大量的時(shí)間與精力?？蛻魳悠稲NA抽提——RNA質(zhì)量檢測——cDNA模板制備——實(shí)時(shí)定量PCR芯片——數(shù)據(jù)處理——提供實(shí)驗(yàn)報(bào)告59ppt課件您只需提供保存完好的組織或細(xì)胞標(biāo)本，公司的芯片技術(shù)服務(wù)細(xì)胞凋亡PCR芯片

細(xì)胞周期PCR芯片

血管生成PCR芯片

腫瘤轉(zhuǎn)移PCR芯片

癌通路發(fā)現(xiàn)者PCR芯片

DNA損傷信號(hào)通路PCR芯片氧化應(yīng)激與抗氧化PCR芯片

應(yīng)激和毒性通路發(fā)現(xiàn)者PCR芯片

腫瘤藥物耐受和代謝PCR芯片

細(xì)胞因子PCR芯片乳腺癌和雌激素受體信號(hào)通路PCR芯片

藥物代謝PCR芯片

內(nèi)皮細(xì)胞生物學(xué)功能研究PCR芯片

骨再生PCR芯片

干細(xì)胞PCR芯片

動(dòng)脈粥樣硬化PCR芯片

糖尿病PCR芯片

趨化因子與受體PCR芯片

60ppt課件細(xì)胞凋亡PCR芯片

細(xì)胞周期PCR芯片

血管生成PCR芯片

生長因子PCR芯片

炎癥細(xì)胞因子與受體PCR芯片

干擾素及其受體PCR芯片

Th1-Th2-Th3PCR芯片

Toll樣蛋白受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)PCR芯片

細(xì)胞外基質(zhì)與粘連分子PCR芯片

神經(jīng)營養(yǎng)素與受體PCR芯片

低氧信號(hào)通路PCR芯片

61ppt課件生長因子PCR芯片

61ppt課件胰島素信號(hào)通路PCR芯片JAK/STAT信號(hào)通路PCR芯片MAPK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路PCR芯片NF-kB信號(hào)通路PCR芯片一氧化氮PCR芯片Notch信號(hào)通路PCR芯片信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路發(fā)現(xiàn)者PCR芯片TGFb/BMP信號(hào)通路PCR芯片TNF配體及受體PCR芯片Wnt信號(hào)通路PCR芯片管家PCR芯片62ppt課件胰島素信號(hào)通路PCR芯片62ppt課件第四節(jié)蛋白質(zhì)芯片及應(yīng)用63ppt課件第四節(jié)蛋白質(zhì)芯片及應(yīng)用63ppt課件蛋白質(zhì)芯片是指以蛋白質(zhì)分子作為配基，將其有序地固定在固相載體的表面形成微陣列，用標(biāo)記了熒光的蛋白質(zhì)或其他它分子與之作用，洗去未結(jié)合的成分，經(jīng)熒光掃描等檢測方式測定芯片上各點(diǎn)的熒光強(qiáng)度，來分析蛋白之間或蛋白與其它分子之間的相互作用關(guān)系。又稱為蛋白質(zhì)陣列或蛋白質(zhì)微陣列（proteinmicroarray）64ppt課件蛋白質(zhì)芯片是指以蛋白質(zhì)分子作為配基，將其有序地固定在固相根據(jù)其固定生物分子的不同，可以分為受體配體檢測芯片，抗原芯片，抗體芯片根據(jù)芯片載體的不同，分為普通玻璃載玻片，多孔凝膠覆蓋芯片和微孔芯片3種主要形式。普遍應(yīng)用的是玻璃片，另外也可以應(yīng)用PVDF膜，聚丙烯酰氨凝膠，硝化纖維素膜，聚苯乙烯微珠，磁性微珠等65ppt課件根據(jù)其固定生物分子的不同，可以分為受體配體檢測芯片，抗原芯片蛋白質(zhì)芯片的分類蛋白質(zhì)檢測芯片蛋白質(zhì)功能芯片66ppt課件蛋白質(zhì)芯片的分類蛋白質(zhì)檢測芯片蛋白質(zhì)功能芯片66ppt課件與基因芯片的比較蛋白質(zhì)是基因表達(dá)的最終產(chǎn)物,接近生命活動(dòng)的物質(zhì)層面探針蛋白特異性高、親和力強(qiáng),可簡化樣品前處理，甚至可直接利用生物材料，血樣、尿樣、細(xì)胞及組織等進(jìn)行檢測適合高通量篩選與靶蛋白作用的化合物有助于了解藥物或毒物與其效應(yīng)相關(guān)蛋白質(zhì)的相互作用67ppt課件與基因芯片的比較蛋白質(zhì)是基因表達(dá)的最終產(chǎn)物,接近生命活動(dòng)的蛋白質(zhì)芯片技術(shù)的原理蛋白質(zhì)芯片技術(shù)主要包括四個(gè)基本要點(diǎn)芯片陣列的構(gòu)建樣品的制備芯片生化反應(yīng)信號(hào)檢測及分析68ppt課件蛋白質(zhì)芯片技術(shù)的原理蛋白質(zhì)芯片技術(shù)主要包括四個(gè)基本要點(diǎn)68提出生物學(xué)問題（實(shí)驗(yàn)?zāi)康模悠奉A(yù)處理（重組蛋白，制備一、二級(jí)抗體，熒光標(biāo)記）生化反應(yīng)化學(xué)偶合，加底物，反應(yīng)溫度和時(shí)間，沖洗條件檢測（熒光和比色掃描或拍照，參數(shù)設(shè)置）數(shù)據(jù)分析和建模圖象量化，標(biāo)準(zhǔn)化建立模型）12345蛋白質(zhì)芯片制備669ppt課件提出生物學(xué)問題樣品預(yù)處理生化反應(yīng)檢測數(shù)據(jù)分析和建模12

首先將蛋白按設(shè)計(jì)的陣列方式點(diǎn)印在介質(zhì)上，樣品蛋白質(zhì)與芯片反應(yīng)，然后用經(jīng)過可以是酶、熒光、同位素、生物素等標(biāo)記的蛋白質(zhì)與芯片-蛋白質(zhì)復(fù)合物結(jié)合，通過激光共聚焦顯微鏡和CCD照相機(jī)對(duì)標(biāo)記信號(hào)進(jìn)行掃描分析70ppt課件首先將蛋白按設(shè)計(jì)的陣列方式點(diǎn)印在介質(zhì)上，樣品蛋白質(zhì)與芯蛋白質(zhì)芯片的核心技術(shù)是蛋白芯片的制備和反應(yīng)信號(hào)的檢測分析。因此蛋白質(zhì)的純度,蛋白質(zhì)的固定是蛋白質(zhì)芯片技術(shù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。由于蛋白質(zhì)分子的活性依賴于不同的折疊方式，因此對(duì)芯片的表面修飾至關(guān)重要，要保證被點(diǎn)在芯片上的蛋白質(zhì)不失活而又能牢固的固定在芯片上。71ppt課件蛋白質(zhì)芯片的核心技術(shù)是蛋白芯片的制備和反應(yīng)信號(hào)的檢測分析。因

對(duì)最普遍應(yīng)用的玻璃片而言，用于制備蛋白質(zhì)芯片的方法主要有戊二醛修飾法、聚賴氨酸修飾法、巰基修飾法和多糖修飾法等72ppt課件對(duì)最普遍應(yīng)用的玻璃片而言，用于制備蛋白質(zhì)芯片的方法主面臨的問題

成本過高,需一系列昂貴的尖端儀器，芯片的標(biāo)準(zhǔn)化問題，提高芯片的特異性、簡化樣品制備和標(biāo)記操作程序、增加信號(hào)檢測的靈敏度和消除芯片背景對(duì)于結(jié)果分析的影響等73ppt課件面臨的問題成本過高,需一系列昂貴的尖端儀器，芯片的Proteinchip的應(yīng)用Diagnosticimmunoassaysimultaneoushigh-throughputanalysisofknownauto-antigens.Protein-ProteinInteraction.DNA-ProteinInteraction74ppt課件Proteinchip的應(yīng)用DiagnosticimmProteinchip的應(yīng)用

微生物感染－病原體抗原、抗體的檢測自身抗體的檢測特定蛋白的檢測

HLA分型過敏原檢測腫瘤標(biāo)志的檢出75ppt課件Proteinchip的應(yīng)用微生物感染－病原體抗原、結(jié)語——新技術(shù)的啟示“自強(qiáng)”——語出《周易》“天行健、君子以自強(qiáng)不息”?！扒笫恰薄Z出《漢書》“修學(xué)好古，實(shí)事求是”。“拓新”意為創(chuàng)新，不斷進(jìn)取。76ppt課件結(jié)語——新技術(shù)的啟示“自強(qiáng)”——語出《周易》“天行健、君子Thankyou!77ppt課件Thankyou!77ppt課件

生物芯片原理

principleofbiochip

醫(yī)學(xué)院病毒所78ppt課件生物芯片原理

principleofbiochip本章提綱生物芯片簡介生物芯片的分類基因芯片基本原理、流程與應(yīng)用蛋白質(zhì)芯片及應(yīng)用79ppt課件本章提綱生物芯片簡介2ppt課件第一節(jié)生物芯片簡介

一、什么是生物芯片

生物芯片主要指通過平面微細(xì)加工技術(shù)，在固體芯片等載體上的微型生物化學(xué)分析系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞、蛋白質(zhì)、核酸以及其他生物組分的準(zhǔn)確、快速、大信息量的檢測80ppt課件第一節(jié)生物芯片簡介一、什么是生物芯片芯片上每平方厘米可密集排列成千上萬個(gè)生物分子，能快速準(zhǔn)確地檢測細(xì)胞、蛋白質(zhì)、DNA及其他生物組分，并獲取樣品中的有關(guān)信息，其效率是傳統(tǒng)檢測方法的成百上千倍。81ppt課件芯片上每平方厘米可密集排列成千上萬個(gè)生物分子，能快速準(zhǔn)確地檢生物芯片分析過程試樣處理點(diǎn)陣固定反應(yīng)或雜交芯片制作標(biāo)記洗滌檢測掃描光刻合成微量點(diǎn)樣噴墨純化、標(biāo)記光化學(xué)檢測電化學(xué)檢測計(jì)算處理82ppt課件生物芯片分析過程試樣處理點(diǎn)陣固定反應(yīng)或雜交芯片制作標(biāo)記洗滌檢

基因芯片的最大優(yōu)點(diǎn)在于其高通量。傳統(tǒng)方法檢測眾多基因要經(jīng)歷多次實(shí)驗(yàn)而且自動(dòng)化程度低，因而每次實(shí)驗(yàn)之間是存在系統(tǒng)誤差的?；蛐酒梢钥朔@個(gè)缺點(diǎn)，眾多基因的探針的標(biāo)記、雜交等過程是在一次實(shí)驗(yàn)過程中完成的，而且自動(dòng)化程度高，數(shù)據(jù)客觀可靠83ppt課件基因芯片的最大優(yōu)點(diǎn)在于其高通量。傳統(tǒng)方法檢測眾多基因要1996年美國Affymetrix公司成功地制作出世界上首批用于藥物篩選和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)用的生物芯片，并制作出相應(yīng)的芯片系統(tǒng)。此外，美國的Hyseq公司、Aurora公司、Nanogen公司、Incyte公司等也在積極開展DNA芯片研究工作。近二年，摩托羅拉、惠普、IBM等跨國公司也相繼投以巨資加入生物芯片的研究開發(fā)。

84ppt課件1996年美國Affymetrix公司成功地制作出世界上首批我國是從一九九七年開始對(duì)生物芯片研究。

中國醫(yī)藥生物技術(shù)協(xié)會(huì)生物芯片分會(huì)2006年在北京成立。中國在北京、上海、陜西、天津、南京建立了五大生物芯片研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化基地。我國生物芯片產(chǎn)業(yè)尚未形成統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不規(guī)范。在產(chǎn)品認(rèn)證認(rèn)可方面也存在與國際慣例不接軌的情況。85ppt課件我國是從一九九七年開始對(duì)生物芯片研究。8ppt課件生物芯片技術(shù)是20世紀(jì)90年代以來，影響最為深遠(yuǎn)的重大科技進(jìn)展。它是繼大規(guī)模集成電路之后的又一次具有深遠(yuǎn)意義的科學(xué)技術(shù)革命。該技術(shù)被評(píng)為1998年度世界十大科技進(jìn)展之一。

86ppt課件生物芯片技術(shù)是20世紀(jì)90年代以來，影響最為深遠(yuǎn)的重大科技進(jìn)發(fā)展趨勢

縮微芯片實(shí)驗(yàn)室生物芯片研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)，它是將傳統(tǒng)的生物化學(xué)樣品制備、生化反應(yīng)、檢測三個(gè)步驟集于一體，縮小構(gòu)成芯片上的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)87ppt課件發(fā)展趨勢縮微芯片實(shí)驗(yàn)室生物芯片研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)，它第二節(jié)生物芯片的分類88ppt課件第二節(jié)生物芯片的分類11ppt課件一般分類89ppt課件一般分類12ppt課件

信息生物芯片和功能生物芯片90ppt課件

信息生物芯片和功能生物芯片13ppt課件第三節(jié)基因芯片的基本原理與流程91ppt課件第三節(jié)基因芯片的基本原理與流程14ppt課件

基因芯片技術(shù)是指通過微陣列(Microarray)技術(shù)將高密度DNA片段陣列通過高速機(jī)器人或原位合成方式以一定的順序或排列方式使其附著在如玻璃片等固相表面，以熒光標(biāo)記的DNA探針，借助堿基互補(bǔ)雜交原理，進(jìn)行大量的基因表達(dá)及檢測等研究的技術(shù)。92ppt課件基因芯片技術(shù)是指通過微陣列(Microarray)技術(shù)將基因芯片發(fā)展歷史SouthernandNorthernBlotDotBlotMacroarrayMacroarray93ppt課件基因芯片發(fā)展歷史SouthernandNorthernRNADNA1DNA2ProbeSouthernhybridizationNorthernhybridizationHybridizationofNucleicAcids94ppt課件RNADNA1DNA2ProbeSouthernNortheAminoacidsequenceGLY-ASP-GLU-SER-SER-VAL-LEU-----GGG-GAC-GAG-TCC-TCC-GTT-CTC---NucleicacidsequenceSynthesizingoligonucleotidePROBE

GGGGACGAGTCCTCCGTTCTThenucleicacidsequenceisDeducedfromaminoacidsequenceChemicalsynthesisPreparationofTraditionalNucleicAcidProbe95ppt課件AminoacidsequenceGLY-ASP-GLU基因芯片分類按芯片制備方法分類

原位合成芯片（syntheticgenechip）

DNA微陣列芯片（DNAmicroarray）按探針分類

寡核苷酸陣列

DNA陣列基因芯片

cDNA芯片

RNA芯片96ppt課件基因芯片分類按芯片制備方法分類19ppt課件TypesofDNAChips97ppt課件TypesofDNAChips20ppt課件生物芯片的原理生物芯片利用空間位置固定事先已知的核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和碳水化合物分子芯片技術(shù)對(duì)固定相分子的要求較高，要求生物分子固定在芯片基質(zhì)上之后仍要保持生物活性的穩(wěn)定。在分子雜交反應(yīng)和洗片等處理過程中能穩(wěn)定結(jié)合所親和的分子，防止其在雜交洗滌過程中被沖洗掉，保證檢測信息的準(zhǔn)確可靠。98ppt課件生物芯片的原理生物芯片利用空間位置固定事先已知的核酸、蛋白質(zhì)制作芯片片基的材料首先必須有很好的光學(xué)性質(zhì)，能利用光進(jìn)行透射和反射的檢測芯片表面具有可以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的活性基團(tuán)，方便生物分子的偶聯(lián)而固定芯片表面的活性化學(xué)基團(tuán)有足夠的吸附能力，要能結(jié)合最佳容量的生物分子芯片要有很好的穩(wěn)定性，具有一定的抗壓能力，并且在生物分子雜交反應(yīng)過程中要處于惰性狀態(tài)，不會(huì)發(fā)生其他化學(xué)反應(yīng)或其他物質(zhì)吸附生物芯片要有很好的兼容性，可以廣泛應(yīng)用于生物學(xué)檢測和研究芯片片基99ppt課件制作芯片片基的材料首先必須有很好的光學(xué)性質(zhì)，能利用光進(jìn)行透射生物分子與芯片的結(jié)合生物芯片表面的活性基團(tuán)形成特異親和生物分子的位點(diǎn)，用來吸附和固定生物活性分子，例如多肽、核酸、酶、抗體或抗原等根據(jù)芯片基片表面的活性基團(tuán)的類型，芯片可以分為氨基片、醛基片、環(huán)氧乙基片和N一羥基琥珀酰亞胺酯片根據(jù)不同的需要來選用芯片，如對(duì)大分子DNA的吸附要用氨基片，對(duì)寡聚核苷梭或小片段DNA要用醛基片100ppt課件生物分子與芯片的結(jié)合生物芯片表面的活性基團(tuán)形成特異親和生物分a.

氨基片表面為氨基，直接與核酸分子的磷酸基團(tuán)靠電荷作用相結(jié)合b.

醛基片表面的醛基直接與生物分子的氨基共價(jià)結(jié)合101ppt課件a.氨基片表面為氨基，直接與核酸分子的磷酸基團(tuán)靠電荷作c.環(huán)氧已基片表面的環(huán)氧已基直接與生物分子的氨基共價(jià)結(jié)合；d.N-羥基琥珀酰亞胺酯片表面的N-羥基琥珀酰亞胺酯基直接與生物分子的氨基共價(jià)結(jié)合。102ppt課件c.環(huán)氧已基片表面的環(huán)氧已基直接與生物分子的氨基共價(jià)結(jié)DNAChipTechnologySolidsupport.glass,plastic,metal,silicon.MiniaturizedarrayofDNA(geneticmaterial)WorkonthebiochemicalprincipleofDNA/DNAhybridizationHybridizedprobes(DNAmolecules)arefluorescentlylabeled103ppt課件DNAChipTechnologySolidsuppoComparisonofDNAChipTechnologies

SensitivityofDNAchipassaysProbeandtargetDNA/RNAComplexityChipsurface(autofluorescenceandnon-spec.bkg)Attachmentchemistry/methodology(hyb.efficiency&crosshyb.)Hybridizationefficiency(lotsoffactors)Detectiontechnology(signaltype,efficiency,noise)Oligo-Chip cDNA-Chip GenomicChip8nor20n

<2,000n>50,000n

sequencingexpressionexpressiongenomicanalysis104ppt課件ComparisonofDNAChipTechnol基因芯片的原理

依據(jù)雙螺旋原理，核酸分子雜交技術(shù)，在靶標(biāo)樣品與探針之間進(jìn)行選擇性反應(yīng)，將反應(yīng)一方，探針固定在芯片上，另一方，熒光標(biāo)記制備好的cDNA，分別標(biāo)記綠色的Cy3和紅色的Cy5通過流路或加至芯片上。105ppt課件基因芯片的原理依據(jù)雙螺旋原理，核酸分子雜交基因芯片流程樣品制備芯片制備雜交雜交信號(hào)檢測數(shù)據(jù)分析106ppt課件基因芯片流程樣品制備芯片制備雜交雜交信號(hào)檢測數(shù)據(jù)分EachspotcontainsknownDNAComplementaryDNAhybridizeSignalappearsBiochipBasedonHybridization107ppt課件EachspotcontainsknownDNACo實(shí)驗(yàn)流程108ppt課件實(shí)驗(yàn)流程31ppt課件109ppt課件32ppt課件110ppt課件33ppt課件影響雜交反應(yīng)的因素

1探針濃度

其濃度差異對(duì)信號(hào)有影響，濃度高信號(hào)強(qiáng)。

2陽離子

陽離子存在可提高異源雜交雙鏈的生成速度。

3溫度

ONA25~42C，cDNA

55~70C

4序列組成

芯片上一次產(chǎn)生上萬個(gè)異源雜交反應(yīng)，應(yīng)選擇最協(xié)調(diào)條件。5高靈敏度監(jiān)測系統(tǒng)，閱讀儀。111ppt課件影響雜交反應(yīng)的因素34ppt課件

基因芯片檢測原理

熒光掃描成像用激光激發(fā)芯片上的樣品發(fā)射熒光，嚴(yán)格配對(duì)的雜交分子，其熱力學(xué)穩(wěn)定性較高，熒光強(qiáng)；而不完全雜交的分子熱力學(xué)穩(wěn)定性低，熒光信號(hào)弱；不雜交的無熒光。不同位點(diǎn)的信號(hào)被掃描后由計(jì)算機(jī)軟件處理，并對(duì)每個(gè)點(diǎn)的熒光強(qiáng)度數(shù)字化后進(jìn)行分析。

112ppt課件基因芯片檢測原理熒光掃描成像用激光激發(fā)基因芯片數(shù)據(jù)分析

圖像分析，Ratio值分析，基因聚類分析

圖像分析激光掃描儀得到的掃描圖像文件通過劃格，確定雜交斑點(diǎn)的位置，然后經(jīng)過過濾背景噪音，提取得到熒光信號(hào)強(qiáng)度值，最后以數(shù)據(jù)列表的形式輸出。這一系列的工作都是依靠軟件來完成，如Biodiscovery，Imagene7.0分析軟件。113ppt課件基因芯片數(shù)據(jù)分析圖像分析，Ratio值分析，基因聚

Ratio值分析

在常用的雙色熒光芯片系統(tǒng)下，各雜交斑點(diǎn)的兩色熒光cy3／cy5的比值又稱R/G值。一般認(rèn)為R／G值在0.5～2.0范圍內(nèi)的基因不存在顯著表達(dá)差異，該范圍之外則認(rèn)為基因的表達(dá)出現(xiàn)顯著改變。由于實(shí)驗(yàn)條件的不同，該域值范圍會(huì)根據(jù)置信區(qū)間進(jìn)行調(diào)整。處理后得到的信息可以根據(jù)需要以各種形式輸出，如柱形圖、餅形圖、點(diǎn)圖、原始匡像拼圖等。將每個(gè)信號(hào)斑點(diǎn)的所有相關(guān)信息如位標(biāo)、基因名稱、克隆號(hào)、PCR結(jié)果、信號(hào)強(qiáng)度、Ratio值等自動(dòng)關(guān)聯(lián)并根據(jù)需要篩選數(shù)據(jù)。114ppt課件Ratio值分析37ppt課件

聚類分析clusteringanalysis

從生物芯片的圖像分析中可得到大量的數(shù)據(jù)，要從中提取所需要的信息就必須對(duì)這些數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。通過建立各種數(shù)學(xué)模型，分析芯片圖像數(shù)據(jù)的生物學(xué)意義。聚類分析是利用大量相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)事物進(jìn)行分類處理，其方法為直接比較樣本中各種特征數(shù)據(jù)，將特征相近的歸為一類，差別較大的歸為不同的類。115ppt課件聚類分析clusteringanalysis四生物芯片的制作基本方法點(diǎn)樣法和原位合成法原位合成法原位光刻合成壓電打印法116ppt課件四生物芯片的制作基本方法點(diǎn)樣法和原位合成法

點(diǎn)樣法這一方法相對(duì)技術(shù)要求不高，是最常用的方法。點(diǎn)樣法是將預(yù)先合成好的探針、PCR產(chǎn)物、蛋白或多肽、抗原或抗體等經(jīng)純化、定量分析后，通過由陣列復(fù)制器或陣列點(diǎn)樣機(jī)準(zhǔn)確、快速地將不同探針樣品定量點(diǎn)樣于帶正電荷的尼龍膜或玻片等相應(yīng)位置上，再進(jìn)行固定處理，如紫外線交聯(lián)固定。117ppt課件點(diǎn)樣法這一方法相對(duì)技術(shù)要求不高，是最常用的方法。

點(diǎn)樣的方式分接觸式點(diǎn)樣與非接觸式點(diǎn)樣兩種。接觸式點(diǎn)樣是點(diǎn)樣針直接與固相支持物表面接觸，將生物分子樣品留在固相支持物上。非接觸式點(diǎn)樣以壓電原理將樣品通過毛細(xì)管直接噴至固相支持物表面。打印法的優(yōu)點(diǎn)是探針密度高，通常1平方厘米可打印2500個(gè)探針；缺點(diǎn)是定量準(zhǔn)確性及重現(xiàn)性不好，打印針易堵塞且使用壽命有限。118ppt課件點(diǎn)樣的方式分接觸式點(diǎn)樣與非接觸式點(diǎn)樣兩種。接原位合成法

原位合成法

該方法技術(shù)比較復(fù)雜，除了Affymetrix等少數(shù)實(shí)力雄厚的生物芯片公司可以用該技術(shù)外，其他的公司和實(shí)驗(yàn)室都是采用點(diǎn)樣法制作芯片。原位合成方法有兩種途徑，一種是原位光刻合成，該技術(shù)是由Affymerix公司的Fodor實(shí)驗(yàn)室開發(fā)。該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是可以用很少的步驟合成極其大量的多肽或寡聚核苷酸陣列。119ppt課件原位合成法原位合成法該方法技術(shù)比較復(fù)雜，

另一種原位合成是壓電打印法，主要用于合成寡聚核苷酸探針，其原理與普通的彩色噴墨打印機(jī)相似，所用技術(shù)為常規(guī)的固相合成方法。根據(jù)芯片上不同位點(diǎn)探針的序列需要將特定的堿基噴印在芯片上特定位置，沖洗、去保護(hù)、偶聯(lián)等與一般的固相合成技術(shù)相同。

該技術(shù)采用的化學(xué)原理與傳統(tǒng)的DNA固相合成一致，不需要特殊制備的化學(xué)試劑，可以合成出長度為40～50個(gè)堿基的探針。120ppt課件另一種原位合成是壓電打印法，主要用于合成寡聚一個(gè)實(shí)例基因芯片篩選宮頸癌相關(guān)基因的研究摘要本研究中采用細(xì)胞原癌、抑癌基因分類芯片對(duì)原發(fā)性宮頸癌標(biāo)本進(jìn)行分析，以期探討宮頸癌基因組中存在的癌基因表達(dá)的變異，確定與宮頸癌相關(guān)的候選原癌或抑癌基因，為宮頸癌的診斷和治療提供新的線索和依據(jù)。

121ppt課件一個(gè)實(shí)例基因芯片篩選宮頸癌相關(guān)基因的研究44ppt課件實(shí)驗(yàn)結(jié)果1組織總RNA制備本實(shí)驗(yàn)中共收集到宮頸癌組織0.96g，正常對(duì)照宮頸組織0.56g，分別提取總RNA。兩種宮頸組織的總RNA提取的質(zhì)量見表1

表1總RNA提取結(jié)果樣品類型編號(hào)總RNA量OD260OD280OD260/OD280熒光標(biāo)記正常宮頸組織N706.8μg0.5920.2892.059Cy3

對(duì)照組宮頸癌組織C1200.0μg1.0150.4882.114Cy5

實(shí)驗(yàn)組122ppt課件實(shí)驗(yàn)結(jié)果1組織總RNA制備45ppt課件

芯片掃描結(jié)果

Cy3

Cy5123ppt課件芯片掃描結(jié)果Cy3宮頸組織/對(duì)照組織雙色熒光標(biāo)記芯片掃描疊加圖

124ppt課件宮頸組織/對(duì)照組織雙色熒光標(biāo)記芯片掃描疊加圖47ppt課件

圖中X軸、Y軸分別以cy3熒光強(qiáng)度值(前景值－背景值)和cy5熒光強(qiáng)度值為坐標(biāo)，每一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)代表芯片上一個(gè)基因點(diǎn)的雜交信號(hào)；數(shù)據(jù)點(diǎn)若為紅色，則代表Y值與X值的比值在0.5至2.0之間，屬非差異表達(dá)；數(shù)據(jù)點(diǎn)若為黃色，則代表Y值與X值的比值在0.5到2.0范圍之外，表明所代表的基因存在表達(dá)差異。125ppt課件圖中X軸、Y軸分別以cy3熒光強(qiáng)度值(前景值－背景值)和126ppt課件49ppt課件通過對(duì)基因芯片結(jié)果的分析，發(fā)現(xiàn)BLACP，bladdercancerrelatedprotein基因即膀胱癌相關(guān)蛋白基因的表達(dá)下調(diào)最為明顯，提示BLACP基因與宮頸癌之間存在著聯(lián)系。很可能是一個(gè)宮頸癌相關(guān)的候選抑癌基因。該基因在包括人在內(nèi)的多種動(dòng)物中已有發(fā)現(xiàn)。尚未發(fā)現(xiàn)與人類其它的基因有任何的同源性。鑒于此，在本實(shí)驗(yàn)中BLACP基因克隆到真核表達(dá)載體上，轉(zhuǎn)染宮頸癌細(xì)胞系HeLa，發(fā)現(xiàn)它的確可以抑制HeLa細(xì)胞的生長及增殖。127ppt課件通過對(duì)基因芯片結(jié)果的分析，發(fā)現(xiàn)BLACP，bladderc

GenomicchipScreenspecimenstodeterminegenecopynumberchangesEstablishcorrelationsbetweengenecopynumberchangesanddiseasebiologyDeterminetheinteractionofmultiplegenesontheinitiationandprogressionofdiseaseAcceleratedevelopmentofproductsforgenomicdiseasemanagementtoguidetherapeuticinterventionCombinedwithexpressionchips,givesfullunderstandingofdiseaseprocess128ppt課件GenomicchipScreenspecimens三、芯片技術(shù)的應(yīng)用1基因表達(dá)分析分析基因表達(dá)時(shí)空特征檢測基因差異表達(dá)發(fā)現(xiàn)新基因大規(guī)模測序129ppt課件三、芯片技術(shù)的應(yīng)用1基因表達(dá)分析52ppt課件

DNA序列測定人類基因組計(jì)劃鑒別和測定人類基因的DNA序列,雜交測序sequencingbyhybridization,SBH建立在特定序列的DNA與特定長度的寡核苷酸集合的雜交的基礎(chǔ)之上。未知DNA序列可以通過鑒定與靶DNA序列形成完整的雙鏈體寡核苷酸的重疊區(qū)域來確定；65536個(gè)八核苷酸點(diǎn)陣可測定約200個(gè)核苷酸的序列；一百萬個(gè)十二核苷酸點(diǎn)陣可測定約1000個(gè)堿基對(duì)。130ppt課件DNA序列測定53ppt課件2基因型、基因突變和多態(tài)性分析

分析基因組中不同基因與性狀或疾病的關(guān)系3疾病的診斷與治療遺傳病相關(guān)基因的定位，產(chǎn)前篩查與診斷腫瘤診斷感染性疾病的診斷

基因突變檢測與遺傳病和腫瘤診斷的大量平行測定131ppt課件2基因型、基因突變和多態(tài)性分析54ppt課件4.藥物研究中的應(yīng)用

新藥開發(fā)發(fā)現(xiàn)藥物的新功能

調(diào)查藥物處理細(xì)胞后基因的表達(dá)情況對(duì)藥物進(jìn)行毒性評(píng)價(jià)

在基因水平上尋找藥物靶標(biāo)，毒性對(duì)基因的影響。132ppt課件4.藥物研究中的應(yīng)用55ppt課件其它病原體的檢出腫瘤相關(guān)基因表達(dá)譜位點(diǎn)突變耐藥基因檢測疾病的分子分型

HLA分型133ppt課件其它56ppt課件基因芯片的缺點(diǎn)不能對(duì)待檢測基因在組織中的精確定位進(jìn)行判斷。另外很多蛋白質(zhì)功能不是主要依賴是否表達(dá)或表達(dá)量高低，而是依賴蛋白質(zhì)磷酸化/去磷酸化等方式。在這種情況下，用核酸類生物芯片就沒有什么意義，蛋白類芯片可能會(huì)有所作為。不能盲目崇拜高精尖端的技術(shù)和儀器設(shè)備。實(shí)事求是，定位明確，按規(guī)律辦事。134ppt課件基因芯片的缺點(diǎn)不能對(duì)待檢測基因在組織中的精確定位進(jìn)行判斷生物芯片的未來135ppt課件生物芯片的未來58ppt課件

您只需提供保存完好的組織或細(xì)胞標(biāo)本，公司的芯片技術(shù)服務(wù)人員就可替您完成實(shí)驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)分析，向您提供由您所選的任何一個(gè)芯片的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以為您節(jié)省大量的時(shí)間與精力?？蛻魳悠稲NA抽提——RNA質(zhì)量檢測——cDNA模板制備——實(shí)時(shí)定量PCR芯片——數(shù)據(jù)處理——提供實(shí)驗(yàn)報(bào)告136ppt課件您只需提供保存完好的組織或細(xì)胞標(biāo)本，公司的芯片技術(shù)服務(wù)細(xì)胞凋亡PCR芯片

細(xì)胞周期PCR芯片

血管生成PCR芯片

腫瘤轉(zhuǎn)移PCR芯片

癌通路發(fā)現(xiàn)者PCR芯片

DNA損傷信號(hào)通路PCR芯片氧化應(yīng)激與抗氧化PCR芯片

應(yīng)激和毒性通路發(fā)現(xiàn)者PCR芯片

腫瘤藥物耐受和代謝PCR芯片

細(xì)胞因子PCR芯片乳腺癌和雌激素受體信號(hào)通路PCR芯片

藥物代謝PCR芯片

內(nèi)皮細(xì)胞生物學(xué)功能研究PCR芯片

骨再生PCR芯片

干細(xì)胞PCR芯片

動(dòng)脈粥樣硬化